Les déséquilibres radioactifs 238U-230Th-226Ra : discussions sur les sources et processus responsables du volcanisme de la Cordillère des Andes et sur la déglaciation en Islande

Par le biais d'analyses precises des desequilibres radioactifs des series de l'uranium, permises par des ameliorations effectuees aussi bien au niveau de l'acquisition des donnees par spectrometrie de masse qu'au niveau de la qualite de la chimie, deux grandes questions ont ete abordees et des reponses au sujet des periodes de glaciation en Islande et la petrogenese des laves Andines ont ete proposees. Deux methodes ont ete utilisees pour permettre la datation de coulees de laves de la peninsule de Reykjanes et de l'ile d'Heimaey, en Islande, directement en rapport avec les periodes de deglaciation ou de rechauffement autour de la derniere periode glaciaire. Une methode originale basee sur l'utilisation des veines de segregation presentes dans les coulees de laves a ete mise au point. Cet objet geologique particulier permet de s'affranchir des xenocristaux lors de l'application de la methode de l'isochrone interne dans le systeme 238U-230Th, du fait meme de son mode de formation. Grâce a cette methode et a son utilisation sur une coulee de lave de la region de Reykjanes et une coulee au nord de l'ile d'Heimaey des contraintes sont apportees a la fois sur la geologie quaternaire de la region de Reykjavik et sur l'âge de la fin de la glaciation de Wurm sur l'ile d'Heimaey. En parallele, l'homogeneite des laves historiques et holocenes de la peninsule de Reykjanes, en ce qui concerne les rapports (230Th/232Th) et Th/U, a permis de deriver dans le temps le rapport (230Th/232Th) pour determiner l'âge de coulees datant de la periode glaciaire. Ainsi il a ete confirme que l'excursion magnetique enregistree dans la coulee de Skalamaelifell est tres probablement la meme que celle de Laschamp-Olby et qu'a cette epoque (environ 48.000 ans) le glacier, recouvrait la peninsule de Reykjanes. Par cette meme methode l'etendue du glacier a egalement ete contrainte par la datation d'un bouclier de picrite aux environs de 22.000 ans, âge, pourtant en pleine glaciation, ou la peninsule devait etre libre de toute chape de glace. Dans un deuxieme temps, la petrogenese des laves de l'arc Andin a ete contrainte dans le temps et l'espace. Des exces quasiment systematiques de 226Ra par rapport a 230Th dans les laves des zones volcaniques australes, sud et nord des Andes (AVZ, SVZ et NVZ) nous renseignent sur le temps de remontee des magmas apres leur formation qui est necessairement rapide (moins de 8.000 ans pour conserver ces desequilibres). Un lien a egalement pu etre fait entre l'activite eruptive et les exces de 238U (et dans une moindre mesure 226Ra) par rapport a 230Th. Cette observation suggere que les volcans les plus actifs (Villarrica et Llaima pour la SVZ) sont ceux dont la source est la plus enrichie en fluides, provenant de la plaque subduite et des sediments qui la couvrent, lors de la fusion partielle du coin de manteau et que les desequilibres nous renseignent sur le contexte geodynamique a l'echelle regionale. Enfin l'etude plus fine de volcans particuliers (Nevado de Longavi (SVZ) et Guagua Pichincha (NVZ)), suggere que les desequilibres radioactifs des series de l'uranium enregistrent l'evolution d'un volcan. Ainsi l'histoire complexe du Nevado de Longavi peut etre apprehendee par cette approche et les signaux particuliers de ce volcan peuvent etre traduits en terme de variation de fusion partielle de la source, cristallisation fractionnee ou contamination crustale. Dans le cas du Guagua Pichincha c'est la source du volcanisme adakitique qui pourra etre discutee grâce a l'etude des exces de 238U et 226Ra par rapport a 230Th et un modele de formation d'adakites par fusion partielle du coin de manteau hydrate puis cristallisation de grenat a haute pression sera propose.