Géochimie des séries volcano-sédimentaires et des eaux interstitielles du sud-ouest Pacifique : exemple de la marge active Tonga

Les 605m fores de sediments d'age eocene superieur a pleistocene du site 841 de la bordure de la fosse tonga sont essentiellement constitues de plagioclases, de silice amorphe, d'argiles et de zeolites. En dessous de 260m de profondeur sous le plancher oceanique, les zeolites, principalement de l'analcime, et les argiles, representent de 40% a 70% des sediments. Les analyses mineralogiques, chimiques et isotopiques ont permis de determiner l'origine authigene des argiles et zeolites des tufs miocene. L'augmentation de la quantite d'analcine dans les tufs miocene ainsi que la presence de wairakite, de corrensite, de saponite-fe et de chlorite-fe sont en etroite relation avec les intrusions dans ces tufs de sills d'andesites-basaltiques. La composition isotopique de l'oxygene sur la fraction <2m a permis d'obtenir les temperatures de cristallisation des argiles d'environ 200c a proximite des intrusions dans les tufs miocene. Ceci est largement superieur au gradient thermique actuel et met en evidence l'anomalie thermique locale provoquee par ces intrusions. Les modifications mineralogiques majeures induites par ces intrusions ont engendre des profils extremement inhabituels par rapport a l'eau de mer d'origine du rapport #8#7sr/#8#6sr et des concentrations en na, ca, mg, k, cl, si, des eaux interstitielles qualifiees de saumure a cacl#2. Une modelisation des variations de concentration en elements majeurs dissous des eaux interstitielles du site 841 a permis d'estimer l'age de reequilibrage des profils de ces eaux au pleistocene, entre 50 000 et 150 000 ans. L'alteration des tufs se serait donc produite largement apres le depot des sediments et sur une courte periode de temps. De plus, le reequilibrage progressif des rapports isotopiques en hydrogene et oxygene des eaux interstitielles avec la valeur actuelle de l'eau de mer indique qu'aucune barriere lithologique effective ne freine de maniere significative la diffusion moleculaire et que par consequent, les processus d'alteration du materiel volcano-sedimentaire du site 841 se sont realises en systeme qui n'a pas ete ferme par rapport au reservoir eau de mer