Impact de l'activité magmatique et des interactions magma-sédiment-fluide sur le transfert et la séquestration des volatiles

Les bassins volcaniques jouent un rôle central dans les échanges de volatils entre la lithosphère, l’hydrosphère, l’atmosphère et la biosphère. L’intrusion de magmas dans les bassins sédimentaires y induit des interactions complexes entre magma, sédiments et fluides, modifiant profondément les cycles biogéochimiques du carbone et du soufre. Ces phénomènes sont connus pour avoir contribué à des crises climatiques et biologiques majeures au cours de l’histoire de la Terre, mais les mécanismes de piégeage partiel des volatils restent encore mal compris.Cette thèse étudie les processus d’interaction magma–sédiment–fluide et leurs conséquences sur la mobilisation et la séquestration du carbone et du soufre dans le bassin de Guaymas (golfe de Californie), un système jeune où des sills basaltiques se sont mis en place dans des sédiments meubles riches en matière organique et en eau interstitielle. Trois niveaux d’interactions sont identifiés :(1) le métamorphisme de contact, qui provoque la déshydratation et la décarbonatation des sédiments. (2) la contamination magmatique, où l’hydratation du magma par les fluides métamorphiques et la contamination par des fluides issus des sédiments perturbent la cristallisation du magma (3) les circulations hydrothermales tardives.L’ensemble de ces processus permet de stocker localement plusieurs centaines de milliers de tonnes de soufre et d’importantes quantités de carbone. À l’échelle du bassin, ces interactions font des sills de véritables pièges à volatils, modifiant le bilan global des gaz à effet de serre émis lors des intrusions magmatiques.Cette étude met ainsi en évidence que, contrairement au paradigme classique d’un dégazage intégral vers l’atmosphère, une part significative des volatils peut être séquestrée de façon durable dans les roches magmatiques et métamorphiques.