Topic description
Une des grandes lacunes dans notre connaissance des géoressources des métaux stratégiques est le rôle du carbone organique (pétrole, shales, bitumes, graphite) auquel ces métaux sont étroitement associés dans leur gisements. Quelle est la nature de cette association : hasard ou symbiose? La matière organique sert-elle de source ou de piège pour les métaux ? Comment les interactions fluide-matière organique impactent-t-elles la durée de formation des gisements ? Pour tenter de répondre à ces questions critiques, dans ce projet de thèse nous allons étudier en détail, aux conditions contrôlées de laboratoire et in situ, la réaction qui est au cœur de ces interactions - thermochemical sulfate reduction (TSR) - entre le fluide hydrothermal - porteur des métaux et le carbone organique. Dans ce travail de thèse, nous mettront en œuvre une méthodologie novatrice associant mesures de solubilité avec spectroscopie in situ et modélisation physico-chimique. Les nouvelles données sur la spéciation chimique et la solubilité des métaux et les vitesses de réaction obtenues dans ces systèmes en laboratoire seront transposées aux contextes naturels des gisements sédimentaires et hydrothermaux des métaux stratégiques dans les systèmes orogéniques comme les Andes et les Pyrénées. Par la synergie entre la physico-chimie et la géosciences, nous espérons faire émerger de nouveaux traceurs pour mieux comprendre les sources des métaux, les mécanismes et vitesses de dépôt et le véritable rôle du carbone organique dans la formation des géo-ressources des métaux stratégiques.
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One of the major gaps in our knowledge of strategic metal georesources is the role of organic carbon (oil, shale, bitumen, graphite), with which these metals are closely associated in their deposits. What is the nature of this association: chance or symbiosis? Does organic matter act as a source or trap for metals? How do fluid-organic matter interactions impact deposit formation times? In an attempt to answer these critical questions, in this thesis project we will study in detail, under controlled laboratory and in situ conditions, the key reaction at the heart of these interactions - thermochemical sulfate reduction (TSR) - between the metal-bearing hydrothermal fluid and organic carbon. In this thesis work, we will implement an innovative methodology combining solubility measurements with in situ spectroscopy and physicochemical modelling. The new data on chemical speciation, metal solubility and reaction rates obtained in these laboratory systems will be transposed to the natural contexts of sedimentary and hydrothermal deposits of strategic metals in orogenic systems such as the Andes and the Pyrenees. Through the synergy between physical chemistry and geoscience, we hope to bring out new tracers for a better understanding of metal sources, deposition mechanisms and rates, and the true role of organic carbon in georessources formation.
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Début de la thèse : 01/10/
Funding category
Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)
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