Study of listvenites series along the Basal Thrust of the Semail Ophiolite : understanding of CO2-metasomatism and carbonate-forming processes of peridotites

La serpentinisation et la carbonatation sont les deux réactions métasomatiques les plus fréquentes affectant les roches du manteau. Les listvénites résultent de l’interaction entre les péridotites et des fluides riches en CO2, pour former des roches à carbonates magnésiens et quartz. Différents modèles pétrogénétiques ont été établis pour expliquer leur complexité géochimique et minéralogique. Cependant, les processus et conditions favorisant leur formation sont peu documentés. Notre étude a été menée sur des listvénites affleurant le long de la base du manteau ophiolitique de Semail en Oman, qui a fait l'objet du forage du puits BT1B dans le cadre du projet Oman Drilling Project.Cette thèse a bénéficié d'un échantillonnage exhaustif de carottes provenant du puits, complété par un échantillonnage régional. Dans le but de mieux comprendre les processus de carbonatation des péridotites, notre étude a combiné une approche multi-échelle et multi-technique incluant : du travail de terrain, une caractérisation microstructurale des échantillons (SEM, Raman, EBSD), des analyses géochimiques en roche totale (XRF, ICP-QMS) et sur minéral (EPMA, LA-ICPMS), ainsi que des études isotopiques (isotopie du C-Fe-Zn en roche totale, isotopie du C-O sur carbonates).Dans la région de Fanja, les listvénites forment des corps tabulaires, kilométriques, ou de lentilles plus petites intercalant le manteau ophiolitique à proximité ou le long du chevauchement basal. La carbonatation des péridotites définit des fronts réactionnels à partir de péridotites serpentinisées et fracturées, pour des serpentinites intensément foliées et carbonatées à la transition avec les listvénites. La section du manteau étudiée est principalement constituée de (Cpx-)harzburgites, de lherzolites et de rares dunites. Les protolithes montrent des enrichissements en éléments mobiles dans les fluides (Li, Rb, Sr, Cs, Ba et Pb). Ces signatures sont typiques des péridotites basales en Oman. La carbonatation des péridotites s’est effectuée par infiltration de fluides riches en As, Sr, Sb, Ba et Pb. La disparité spatiale entre des listvénites riches en magnésite et en dolomite suggère que leur formation s’est déroulée lors de différents événements métasomatiques, et/ou la présence de sources de fluides multiples.L’étude pétrologique des péridotites carbonatées révèle une complète serpentinisation avant l’initiation de la carbonatation. Celle-ci s’est déroulée en étapes distinctes, initiée par le remplacement sta