Etude magnétique et pétrologique des serpentinites de Chamrousse

6 mois, Février à Juillet 2024

Les massifs ophiolitiques sont des objets très étudiés pour ce qu’ils nous apprennent de la structure, de la composition et de l’altération de la lithosphère océanique. Ils présentent un intérêt économique par les gisements qu’ils recèlent (e.g., talc, magnesite, Cu, Cr, Ni, Mn, platinoïdes) et un intérêt scientifique pour la génération de gaz abiotiques (H2, CH4) à T < 150°C. Les roches ultrabasiques altérées en conditions hydrothermales sont caractérisées par une forte aimantation liée à la présence de magnétite notamment. La mesure magnétique sur le terrain [1], comme au laboratoire [2], permet d’accéder à des informations minéralogiques de premier ordre sur la nature des phases, les tailles de grain, leur concentration etc... En complément des études pétrologiques (échelle cm), les levés magnétiques permettent d’appréhender des processus pertinents à l’échelle kilométrique comme la déformation, les circulations fluides qui sont difficiles à identifier sur le terrain dans les serpentinites. L’objectif de ce stage est de cartographier la minéralogie magnétique dans une unité mantellique serpentinisée du massif de Belledonne dans les Alpes. Des levés magnétiques préliminaires acquis au sol et par drone en 2021 ont mis en évidence des anomalies magnétiques associées à une très forte aimantation des roches sur les crêtes de la Bottine et à proximité d’un affleurement de chromitite dans le complexe ophiolitique de Chamrousse. Cette très forte aimantation peut être causée par des concentrations élevées en magnétite associées à la serpentinisation ou au métamorphisme et la formation de la chromitite et/ou à des impacts de foudre ayant la capacité de complètement ré-aimanter les roches. L’idée ici est de réunir les compétences du magnétisme des roches et de la pétrologie de la serpentinisation pour interpréter le signal magnétique fin enregistré par un objet géologique facilement accessible, à quelques km de Grenoble. Nous prévoyons en 2023 de compléter les levés magnétiques existants par de nouveaux levés au sol et par drone pour étendre la couverture des mesures sur d’autres zones de l’ophiolite de Chamrousse et le prélèvement de nouveaux échantillons au niveau de fortes anomalies magnétiques notamment. L’étude de l’aimantation des échantillons se fera au laboratoire de paléomagnétisme de l’IPGP, elle sera couplée à une caractérisation pétrologique (MEB, microsonde, Raman, Moessbauer). Pour chaque échantillon prélevé, nous mesurerons la susceptibilité magnétique et l’aimantation rémanente naturelle. Nous soumettrons ensuite les échantillons à des températures croissantes pour évaluer l’effet de la température sur l’aimantation rémanente. Cela nous permettra aussi de distinguer l’aimantation primaire acquise à la formation de la roche et les ré-aimantations postérieures. Finalement, une série de mesures permettra de décrire la minéralogie magnétique (courbe d’acquisition d’aimantation rémanente isotherme, estimation de la température de Curie, caractérisation des oxydes au microscope optique en réflexion et au microscope électronique à balayage) associée au signal magnétique mesuré sur les levés. Les résultats des mesures seront exploités pour guider la construction d’un modèle d’aimantation 2D/3D expliquant les anomalies magnétiques observées à l’aide de scripts matlab (ou python) et des logiciels Geosoft GMSYS2D et Intrepid Geomodeller.