Nonell

Variation de la composition isotopique du zinc dans les gaz volcaniques :
cas du volcan Merapi (Indonesie)

A. Nonell (1); J.P. Toutain (1,2); M. Polvé (1) ; M. Munoz (1); J. Viers (1) ; F. Sortino (3); R. Gainville (1); B. Dupré (1)
(1) Observatoire Midi-Pyrénées, UMR 5563, Toulouse
(2) CRV (Coordination pour la recherche Volcanologique), Clermont-Ferrand
(3) Instituto Nazionale per la geofisica et la volcanologia, Palermo, Italie

Les volcans actifs sont des sites privilégiés pour l’étude des phénomènes de fractionnements élémentaires et isotopiques. Ces processus peuvent avoir lieu en profondeur, lors de la distillation magma-gaz, dans les zones superficielles de l’édifice volcanique et à l’interface volcan-atmosphère où des interactions fluides-roches complexes impliquant différentes sources (gaz de haute température, roches, eaux superficielles) se produisent dans des zones à forts gradients de température et de composition (fO2).
Les applications de l’étude des isotopes stables (H, O, Cl, S) dans la compréhension de ces systèmes sont fondamentales. Cependant, les sources et les processus physico-chimiques impliqués restent encore mal contraints.
L’apparition de nouvelles générations de spectromètres de masse à source plasma, secteur magnétique et multi-collecteurs : MC-ICP-MS, donnent accès à la mesure précise des variations naturelles de « nouveaux » isotopes stables tels que: Cu, Zn, Fe, Se…. Le Zinc en particulier, est un élément d’intérêt dans l’étude des systèmes volcaniques actifs. En effet, grâce à son caractère volatil, il est présent en quantité dans les phases gazeuses de haute température. De plus, il est impliqué dans divers phénomènes de condensation du gaz lors de son refroidissement dans les conduits fumeroliens. L’étude des variations isotopiques de cet élément est donc susceptible de fournir de précieuses informations sur ces processus, dont la description précise est nécessaire à une meilleure compréhension du comportement de ces systèmes naturels.
Afin de mettre en évidence d’éventuelles variations isotopiques du Zinc dans les gaz émis au cratère, une série d’échantillons, prélevés sur le volcan Mérapi (Indonésie), a été analysée sur Plasma 54 (VG Elemental) à l’E.N.S de Lyon. Deux modes d’échantillonnage ont été utilisés pour le prélèvement des gaz fumeroliens : condensats acides et ampoules NH4OH. Les échantillons, ont préalablement été purifiés sur résine anionique AG MP-1. Le fractionnement en masse instrumental a été corrigé par différentes méthodes (calibration externe (inter-élément), bracketing et double correction : calibration externe+bracketing).
Les résultats préliminaires mettent en évidence une gamme de variations du d66Zn de 1‰ (écart au standard Zn JMC 3-0749 L), soit plus de dix fois l’erreur analytique (2s).
Les valeurs obtenues sont contrastées en fonction du mode de prélèvement du gaz : une corrélation est observée entre les d66Zn et la température d’échantillonnage dans les condensats acides (n=6 ; R²=0,8) alors que les valeurs des d66Zn obtenus dans les ampoules NH4OH (n= 3) sont plus dispersées.
Ces premières observations démontrent le potentiel de l’étude des isotopes stables du Zinc comme traceur des processus volcaniques mais soulèvent le problème d’un échantillonnage adapté du gaz volcanique.

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