Géologie-Plateforme Expérimentale

L’équipe dispose pour sa recherche d’une plateforme expérimentale commune à l’ensemble des équipes du Centre de Géosciences. Cette plateforme est gérée par le service support “Moyens expérimentaux”. Voici une présentation synthétique des quelques équipements utilisés par l’équipe.

Analyse par Diffraction des rayons X (DRX): X’Pert Pro (Philips)

Responsable scientifique: C. Franke

X’Pert Pro (Philips)

Geol-DRX02

La diffraction des rayons X peut être pratiquée sur:

échantillons « roche totale » (roches, sédiments, échantillons cristallins synthétiques) pour une détermination semie quantitative des phases minéralogiques majeures
la fraction fine « argiles » afin de détailler la composition minéralogique de la fraction fine (< 63 µm).

Domaines d’application des analyses:

Métallogénie, caractérisation des ressources minières et pétrolières, études des (paléo)climats et des (paléo)environnements, valorisation des (géo)matériaux, caractérisation des phases anthropiques anorganiques dans les sédiments, caractérisation des altérations minéralogiques…

Protocole analytique:

Roche totale:
Réalisation d’une poudre par broyage fin (< 2 mm) de l’échantillon puis séchage
Prise d’essais: dizaine de mg

Argiles:
Séparation de la fraction fine par combinaison d’essais Atterberg et centrifugation

Spectrométrie de masse carbonates (δ¹⁸O, δ¹³C) et eau (δD, δ¹⁸O) : Isoprime 100 (Elementar)
Responsables scientifiques: D. Huyghe (analyses roches) / S. Guillon (analyses eau)

Isoprime 100 (Elementar)

Caractéristiques de la chaîne analytique

Spécificité de l’équipement: dual inlet

La spectrométrie de masse peut être réalisée sur des échantillons carbonatés (aragonite et calcite) rocheux et des échantillons d’eau.

Ces analyses sont appliquées à différentes problématiques

Roche:

Reconstitutions de paléotempératures à partir de l’analyse de biominéralisations (mollusques, oogones de charophytes, …).
Caractérisation de l’origine de minéralisations secondaires liées à des circulations de fluides.
Détermination de l’origine de carbonates détritiques et traçage de sources.

Eau:

Détermination du gradient isotopes- altitudes des eaux de rivières dans les chaînes de montagnes.
Séparation des contributions du ruissellement et de l’eau souterraine lors d’une crue en rivière
Traçage des sources et écoulements d’eau à l’échelle du bassin versant
Traçage de l’infiltration en zone non saturée et quantification de la recharge
Quantification du bilan hydrique des lacs (évaporation)

Protocole analytique :

Échantillons roches:

Prise d’essais : 100 à 200 µg pour des carbonates purs
Extraction du CO₂ à 90°C
Temps de réaction à l’acide phosphorique : 3 minutes
Analyses en prestation pour Total, le GET et l’Université de Perpignan

Échantillons eau:

Volume requis: 200 µL d’eau non filtrée (et pouvant contenir des composés volatils ou des sels)
Équilibration avec CO2(g) (resp H2(g) avec catalyseur Pt) pendant 7h (resp 4h) à 40 °C

Précision 0.05 ‰ pour δ18O et < 1‰ pour δ2H.

Participation au réseau GNIP de suivi des isotopes dans les précipitations
Participation aux campagnes internationales d’intercomparaison / calibration WICO 2016, WICO 2020 organisées par l’AIEA

Spectrométrie de fluorescence des rayons X (XRF): Sonde XRF portative (Olympus INNOV X Delta Premium en commun avec la FIRE) et XRF de paillasse (Niton FXL)

Contact: C. Franke

Sonde XRF portative

Dispositif XRF de paillasse

(Eléments analysables : Mg jusqu’au Bi)

L’analyse XRF sert à la (semi)quantification des éléments majeurs (%) et en traces (ppm) dans les roches/minéraux/minerais naturels et synthétiques.

Les échantillons sont analysables sous forme de poudre ou de section polie. Quelque dizaines de g de l’échantillon sec broyé ou un morceau solide (roche, cristaux, matériel synthétique anorganique) avec une surface plat de 2×2 cm sont analysable.

Les applications sont multiples et complémentaires aux analyses minéralogique par DRX (liste non exhaustive) :
Métallogénie, caractérisation des ressources minières et pétrolières, études des (paléo)climats et des (paléo)environnements, valorisation des (géo)matériaux, caractérisation des phases anthropiques anorganiques dans les sédiments, caractérisation des altérations minéralogiques, etc.

GPS différentiel: Leica Zeno 20 Android

Contact: J.L.Grimaud

Les mesures par dGPS permettent d’effectuer des relevés topographique dont la qualité peut-être améliorée en direct ou en post-traitement par correction du bruit environnemental à partir de réseaux de stations fixes. La précision obtenue est généralement de l’ordre du décimètre voire de quelques centimètres en fonction du temps d’acquisition et de la couverture satellitaire.

Ces mesures sont appliquées à différentes problématiques :

Mesures de la morphologie de barres sédimentaires (en partie sous l’eau) le long de transects
Acquisition à haute résolution (centimétrique) du niveau d’eau en milieux humides
Mesures de profils en long et transversaux le long de vallées
Réalisations de tracés pour cartographier le contour de structures
Acquisition de cartes topographiques de haute précision

Protocole de mesure :
Montage de l’antenne sur la canne et connexion avec le récepteur
Mesures ponctuelles (30 à 90 s)
Post-traitement sous ArcGIS

Laboratoire magnétisme: susceptibilité magnétique (Bartington MS3) et magnétomètre Spinner (AGICO-JR6)

Responsable scientifique: C. Franke

Susceptibilité magnétique (Bartington MS3)

MagnetometreJ6

Magnétomètre Spinner (AGICO-JR6)

Ces dispositifs permettent les analyses de la susceptibilité magnétique des différents types d’échantillons solides (roches, sédiments, sols, végétaux…) en laboratoire ou sur le terrain. L’analyse de la susceptibilité magnétique est employée dans le cadre des études (paléo)environnementales (e.g traçage des minéraux ferrugineux). Le magnétomètre Spinner permet l’analyse des échantillons rocheux orientés pour remonter à leur signal paléomagnétique (aimantation rémanente, NRM).