Successive phases of serpentinization and carbonation recorded in the Sivas ophiolite (Turkey), from oceanic crust accretion to post-obduction alteration

Abstract

L’ophiolite de Sivas (Turquie) a été étudiée pour caractériser les différents épisodes de serpentinisation et de carbonatation. Pour cela, six échantillons représentatifs des différents types d’ophicalcite (serpentinite partiellement carbonatée) ont été analysés. La diffraction des rayons X et la spectroscopie Mössbauer ont été utilisées pour déterminer respectivement la minéralogie et le rapport Fe 3+ /Fe tot en roche totale. Les analyses en microsonde électronique et au spectromètre de masse à ions secondaires ont permis d’identifier la composition chimique des différentes phases et la signature isotopique en carbone et en oxygène des calcites. Ces mesures ont permis de proposer un modèle où l’olivine et le pyroxène ont été serpentinisés avant de subir une bréchification menant à la précipitation de serpentine massive dans les fractures. Ce premier épisode d’altération a eu lieu durant l’exhumation des péridotites, suivie par une carbonatation entre 35 °C et 100 °C. Une autre carbonatation basse température (∼35 °C) a ensuite eu lieu entre 90 et 65 Ma. Enfin, un réchauffement du système a probablement eu lieu après obduction entre 55 et 40 Ma menant à une carbonatation et une serpentinisation tardive. C’est ainsi la première évidence directe de serpentinisation post-obduction. Il n’est pas clair si l’hydrogène produit durant les différents épisodes de serpentinisation a été piégé par les dépôts de sel sus-jacents et d’autres études seront nécessaires pour comprendre si la serpentinisation est toujours en cours.