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Isotopes, pétrologie et environnement [Isotope, Petrology and Environment] (IPE)
Faculté des Sciences - Sciences de la Terre et Environnement (unité ULB531)

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L'activité de recherche de notre laboratoire se développe autour d'un thème central relatif au perfectionnement des outils de la géochimie isotopique du Pb, du Lu/Hf, du Ndmais aussi du Fe, du Cd, du Cu et du Zn et à leur applications. Directement ou via nos collaborations, nous étudions le traçage des sources (naturelles et/ou anthropiques), les processusde transfert et les processus de fractionnement de ces éléments au sein de différents géo-environnements. Nos propres recherches et nos collaborations, nous ont conduit à étudier différents objets et à acquérir une expertise depuis la préparation, jusqu'à la mesure des rapports isotopiques sur MC-ICP-MS, et ceci sur des matériaux très diversifiés.
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coordonnées

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responsables

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Prof. James SCOATES Prof. Dominique WEIS

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composition

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Tamimount AJAJI Luc ANDRE Anastasia BORISOVA Dimitri DAMASCENO DE OLIVEIRA Sonia DOUCET Matthias FRANSSENS Stephanie INGLE Claude MAERSCHALK Nadine MATTIELLI

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projets

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Etudes géochimiques et isotopiques des séries basaltiques de l'Archipel de Kerguelen [Geochemical and isotopic studies of basaltic series from the Kerguelen Archipelago]
Détermination de la composition, géochimique et isotopique, des séries basaltiques de l'Archipel de Kerguelen. Rôle de la plume de Kerguelen, évolution au cours du temps (45 Ma à actuel). Définition des processus au niveau des chambres magmatiques, comparaison avec l'Archipel d'Hawaii. [Geochemical and isotopic studies of Kerguelen basaltic series. Role of the Kerguelen Plume, evolution with time (45 Ma till 0). Magmatic processes, magmatic chamber, comparison with Hawaii.]
Kerguelen Plateau: grande province magmatique liée au panache de Kerguelen: ODP Leg 183 [Kerguelen Plateau large igneous province]
Etudes géochimiques, isotopiques et géochronologiques des échantillons (basaltes, laves différenciées et granites sensu-lato) du Plateau de Kerguelen - évaluation du rôle du panache de Kerguelen et des interactions avec la lithosphère océanique ou continentale. [Geochemistry, isotopic geochemistry and geochronology of various samples from Kerguelen Plateau large igneous province. Kerguelen plume, oceanic lithosphere and continental lithosphere ?]
Géochronologie (U-Pb zircon) de haute précision des intrusions monzonitiques associées du complexe anorthositique de Laramie, Wyoming, États-Unis [High-precision U-Pb geochronology of monzonitic intrusions associated with the Proterozoic Laramie anorthosite complex, Wyoming, USA]
Détermination des âges précis de la cristallisation des intrusions monzonitiques dans le complexe anorthositique de Laramie. Implications concernant (1) la durée de magmatisme dans un complexe anorthositique protérozoïque et (2) la relation génétique proposée entre les monzonites et les anorthosites. [Determination of precise ages of crystallization of monzonitic intrusions and dikes in the Laramie anorthosite complex. Implications for (1) the duration of magmatism in a well-exposed and well-studied Proterozoic anorthosite complex and (2) the proposed genetic relationship between monzonite and anorthosite.]
Pétrologie, géochimie et géochimie isotopique de l'Archipel des Balleny (Mer de Ross) [Petrology, geochemistry and isotope geochemistry of Balleny islands]
Etudes pétrologiques, géochimiques et isotopiques des basaltes de l'Archipel des Balleny (Mer de Ross, bassin Antarctique). Caractérisation du pôle HIMU (rapports U/Pb élevés) dans les basaltes de 4 îles; origine et source; extrapolation temporelle. [Petrology, geochemistry and isotope geochemistry of Balleny Islands basalts (Ross sea, Antarctica bassin). HIMU component - caracterisation, source(s), components; time evolution.]
Etudes géochimiques et isotopiques des enclaves basiques et ultra-basiques de l'Archipel de Kerguelen [Geochemical and isotopic studies of basic and ultra-basic xenoliths of the Kerguelen Archipelago]
Composition, géochimie et origine des enclaves basiques et ultra-basiques. Caractérisation du manteau sous Kerguelen. Processus magmatiques et métasomatiques dans le manteau océanique. [Composition, geochemistry and isotopic geochemistry of Kerguelen basic and ultra-basic xenoliths. Mantle composition below Kerguelen. Magmatic and metasomatic processes within the oceanic mantle.]
Etudes géochimiques et isotopiques des séries plutoniques de l'Archipel de Crozet (Océan Indien). [Petrology, geochemistry and isotope geochemistry of Crozet Archipelago (Indian Ocean).]
Caractérisation de la source du magmatisme à Crozet; comparaison avec Kerguelen. Estimation des composants (plume, source appauvrie, croûte continentale (Madagascar)) intervenant dans la genèse de cet archipel en position miroir à celle de Kerguelen par rapport à la ride sud-ouest indienne. [Study of plutonic series on Crozet Archipelago; comparison with Kerguelen. Plutonic series in oceanic environement. Mantle sources (plume, lithosphere and continental contribution). Tectonic environment - depleted source contribution.]
Etude du magmatisme de l'Océan Indien et rôle du panache de Kerguelen. [Indian Ocean magmatism: role of the Kerguelen Plume.]
Etudes géochimiques et isotopiques des basaltes de la ride de 90 degrés Est (Legs ODP 121 et DSDP 22 et 26) de 82 à 38 Ma et des basaltes du fond de l'Océan Indien (Legs DSDP 22 et 26) de 165 à 38 Ma. Compositions des basaltes. Evolution spatiale et temporelle. Rôle de la plume de Kerguelen. Détermination de l'étendue de l'anomalie Dupal. [Geochemical and isotopic studies of Ninetyeast Ridge basalts (82 to 38 Ma) and basaltes from the Eastern Indian Ocean (165 to 38 Ma). Basalt composition. Evolution with time and space. Role of the Kerguelen Plume. Dupal anomaly extension.]
Intrusion de Bjerkreim-Sokndal (Norvège) [Bjerkrein-Sokndal stratiform intrusion (So. Norway)]
Modélisation des variations isotopiques des différentes venues magmatiques de l'intrusion stratiforme de Bjerkreim-Sokndal (Norvège). Détermination des différents apports magmatiques, périodicité, différentes contributions (manteau supérieur, croûte, encaissant, ...) [Isotopic variations within the different magma inputs in the Bjerkreim-Sokndal layered intrusion (So. Norway). Characterization of the different magmatic venues, periodicity, inputs (crust, upper mantle, enclosing rocks, ...). Quantitative modelling.]
Variations isotopiques dans l'Intrusion stratiforme de Kiglapaït (Labrador) [Isotopic variations and disequilibrium within the Kiglapaït layered intrusion (Labrador, Canada)]
Etude des variations isotopiques, tout spécialement en Pb, et géochimiques dans l'intrusion stratiforme de Kiglapaït (Labrador, Canada). Détermination des sources de déséquilibre isotopique en Pb, et Sr, entre les principaux minéraux - comparaison avec les autres systèmes. Extrapolation à d'autres roches comparables (Canada, Norvège, Laramie). [Isotopic variations qithin the Kiglapauit layered intrusion (Labrador, Canada). Isotopic disequilibrium, Pb and Sr, in between the main mineral phases - sources and time constraints. Comparison with other massifs of comparable origin in Norway, Canada and USA.]
Magmatisme basaltique intraplaque (programme RIFTS) [Basaltic intraplate volcanism (RIFTS program)]
Définition des sources du magmatisme basaltique intraplaque par la détermination à haute précision de rapports géochimiques particuliers : Nb/Ta, Zr/Hf, Ga/Ge and Mo/W. (Programme RIFTS). [Source identification of intraplate basaltic magmatism through high precision analyses of key geochemical ratios: Nb/Ta, Zr/Hf, Ga/Ge and Mo/W. (Programme RIFTS).]
Etude pétrologique et géochimique des enclaves de clinopyroxénites du Plateau VITIM (Sibérie) et des xénocristaux des laves picritiques du Kamchatka (Programme DEEP SIBERIA) [Petrological and geochemical study of clinopyroxenite enclaves of VITIM Plateau and of xenocrysts in picritic lavas from Kamchatka (DEEP SIBERIA programme)]
Détermination des conditions de la cristallisation fractionnée à haute pression dans le manteau supérieur : étude pétrologique et géochimique des enclaves de clinopyroxénites du Plateau VITIM (Sibérie) et des xénocristaux des laves picritiques du Kamchatka (Programme DEEP SIBERIA) [Conditions of high pressure fractional crystallization in the upper mantle: petrological and geochemical study of clinopyroxenite enclaves in the VITIM plateau (Siberia) and of xenocrysts in the picritic lavas of Kamchatka (DEEP SIBERIA programme)]
Equilibre-Déséquilibre en pétrologies magmatique et métamorphique (FRFC) [Equilibrium-Disequilibrium in magmatic and metamorphic petrology (FRFC)]
Mise au point de la technologie d'analyse directe des éléments traces dans les matériaux solides par Ablation laser couplée à un spectomètre de masse à plasma inductif (Programme FRFC "Equilibre-déséquilibre en pétrologies magmatique et métamorphique") [Technical set-up of direct trace element analysis in solid materials by laser ablation hooked to an ICPMS (FRFC programme Equilibrium-Disequilibrium in magmatic and metamorphic petrology)]
Application de la géochimie isotopique en sédimentologie (variations du niveau marin et paléoclimats) [Isotope geochemistry in sedimentology: sea level variations and paleoclimatology]
Application de la géochimie et de la géochimie isotopique en sédimentologie : détermination des variations du niveau marin et reconstitution dans le passé (paléoclimats - changements globaux). Etude de plusieurs coupes en Belgique. [Geochemistry and isotope geochemistry in sedimentology: sea level variations, temporal evolution and paleoclimates, global changes. Case study of different Belgian sections (Givetian, Visean, ...).]
Origine des gisements des oxydes de Fe-Ti et conséquences aux variations de la fugacité d'oxygène et de l'activité de silice dans les magmas basiques [Origin of magmatic Fe-Ti oxide deposits and implications for oxygen fugacity and silica activity variations in basic magmas]
Evaluation des mécanismes d'enrichissement du Ti et du Fe dans les magmas basiques et des variables qui contrôlent la genèse des gisements de hémoilménite et de titanomagnétite. Modélisation de l'évolution de paramètres intensifs (activité de silice, fugacité d'oxygène, etc.) pendant le fractionnement de magma. [Evaluation of the mechanisms of Ti- and Fe-enrichment in basic magmas and of the factors controlling the formation of massive hemoilmenite/titanomagnetite deposits. Modeling of the evolution of intensive parameters (silica activity, oxygen fugacity, etc.) during crystal fractionation.]
Géochimie isotopique de Pb des anorthosites de Laramie, Wyoming, États-Unis [Pb-isotope geochemistry of the Laramie anorthosites, Wyoming, USA]
Analyse isotopique de Pb des roches totales et minéraux de roches anorthositiques dans le complexe anorthositique de Laramie (1.43 Ga). Quantification des réservoirs isotopiques (manteau, croûte inférieure, croûte supérieure). Evaluation de l'état d'équilibre entre minéraux et roches totales et entre minéraux et minéraux. [Pb-isotopic analysis of whole rocks and mineral separates from anorthositic rocks in the 1.43 Ga Laramie anorthosite complex. Quantification of isotopic reservoirs (mantle, lower crust, upper crust). Evaluation of mineral-whole rocks and mineral-mineral isotopic equilibrium.]
Etudes géochimiques et isotopiques des séries plutoniques de l'Archipel de Kerguelen (Océan Indien). [Petrology, geochemistry and isotope geochemistry of Kerguelen Archipelago (Indian Ocean).]
Caractérisation de la source du magmatisme plutonique à Kerguelen. Estimation des composants (plume, source appauvrie, croûte continentale) intervenant dans la genèse de ces plutons. Comparaison des évolutions/tendances magmatiques avec celles des basaltes. [Study of plutonic series on Kerguelen Archipelago. Plutonic series in oceanic environement. Mantle sources (plume, lithosphere and continental contribution). Tectonic environment - depleted source contribution. Comparison with the magmatic trends in the basalts.]
Géochimie isotopique du Cu et du Zn dans l'estuaire de l'Escaut [Cu and Zn isotope geochemistry in the Scheldt estuary]
évaluation du potentiel d'utilisation des isotopes stables aux études biogéochimiques du CU et du Zn dans l'estuaire de l'Escaut [evaluation of the potential use of stable isotopes applied to biogeochemical behaviour of Cu and Zn in The Scheldt estuary]

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publications

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theses

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Mattielli, N., ''Magmatisme et métasomatisme associés au panache des Kerguelen: Contribution de la géochimie des enclaves basiques et ultrabasiques'', Dir. Dr. D. Weis et Prof. J. Michot, DSTE, ULB, Bruxelles, 1996
Zhou, X. , ''Pétrologie et géochimie des roches plutoniques de l'Archipel de Crozet (Océan Indien)'', Dir. D. Weis and A. Giret, DSTE, ULB, Bruxelles, 1996
Fagel, N., ''Flux Néogene à Quaternaire dans l'Océan Indien Nord: mise en évidence et interprétation'', Dir. L. André, en coll. avec l'université de Lille, 1993
Weis, D., ''Geochemical evolution of the Indian Ocean mantle: Dupal anomaly and role fo the Kerguelen Plume'', Thèse d'Agrégation de l'Enseignement Supérieur, ULB, Bruxelles, 1992

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collaborations

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Prof. F. A. Frey, Massachusetts Institute of Technology, Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, Cambridge, Grande-Bretagne
Profs. André Giret and Jean-Yves Cottin, Université Jean Monnet, Laboratoire de Pétrologie, Saint-Etienne, France
Prof. E. Stolper and Dr. J. Eiler, California Institute of Technology, Division of Geological and Planetary Sciences, Pasadena, Etats-Unis (USA)
Profs. N. Shimizu and M. Kurz, Woods Hole Oceanographic Institution, Department of Chemistry and Department of Geology, Woods Hole, Etats-Unis (USA)
Prof. S. A. Morse, University of Massachusetts, Department of Geology and Geography, Amherst, Etats-Unis (USA)
Dr. K.R. Chamberlain and Prof. C.D. Frost, University of Wyoming, Department of Geology and Geophysics, Laramie, Etats-Unis (USA)
Dr. I. Tolstikhin, USSR Academy of Sciences, Kola Scientific Center, Kola, Etats-Unis (USA)
Dr. E. Humler, Université de Paris VII, Laboratoire de Pétrologie, Paris, France
Pr. C.-J. Allègre, Université de Paris VII, Laboratoire de Géochimie, Paris, France
Pr. J. Berg, Northern Illinois University, Department of Geology, DeKalb, Etats-Unis (USA)
Pr. M. Bouabdellah, Université Mohammed I, Département des Sciences de la Terre, Oujda, Maroc
Dr. M. Hamilton, Canadian Geological Survey, Laboratory of Geochronology, Ottawa, Canada

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prix

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Prix des Alumni, Fondation Universitaire, 1991. - Dominique WEIS
Représentant du Comité Scientifique Européen pour l'Ocean Drilling Program auprès du LITHP (Lithosphere Panel). 1995-98 - Dominique WEIS
Membre du Comité Scientifique du Programme PEGI (Programme Environnement Géosphère Intertropicale) - CNRS-INSU-ORSTOM. 1991-1998 - Dominique WEIS

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savoir-faire/équipements

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2 spectromètres de masse à source solide; Equipement du Centre Belge de Géochronologie (ULB, VUB et MRAC (Musée Royal d'Afrique Centrale)), pour l'ULB en commun avec l'Unité du Pr. D. Demaiffe (Géochimie isotopique et Géodynamique Chimique).
 3 laboratoires de chimie propre (atmosphère contrôlée, hottes à flux laminaire, ...); pour préparation des échantillons pour analyse isotopique (Sr, Nd et Pb) - géochimie et géochronologie.Bas niveaux de contamination.
 Salle de broyage (techniques spécialisées non-contaminantes - presse hydraulique spéciale) et séparation des minéraux - appartenant aux Laboratoires Associés de Géologie-Pétrologie.Il existe d'autres services et équipements dans le cadre des Laboratoires Associés Géologie (voir les Services des Prs. Bernard, Demaiffe, Herbosch et Préat).
 Analyses de compositions isotopiques en Sr, Nd et Pb sur échantillons géologiques variés et dans problèmes d'environnement.
 Traitement et analyse d'images pour examen au microscope optique (transmission-réflexion-Nomarski).

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mots clés compréhensibles déclarés

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géochimie isotopique iles de kerguelen / océan indien isotopes stables non traditionnels mc icp ms milieux estuariens

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disciplines et mots clés déclarés

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Géochimie Géochronologie Géodynamique et tectonique Géologie Géologie nucléaire Isotopes et éléments radioactifs Métallogénie Pétrologie Sédimentologie
activité de silice anorthosite archipel de Crozet archipel des îles Balleny basaltes des îles océaniques composant HIMU composition isotopique du Pb déséquilibre isotopique enclaves ultra-basiques enrichissement mantellique equilibre fugacité d'oxygène géochimie éléments majeurs-traces géochimie isotopique géochimie isotopique grande province magmatique inclusions fluides interaction croûte-manteau interaction lithosphère continentale intrusion stratiforme isotope de plomb isotopes du cuivre Kerguelen leuconorite lithosphère océanique magma magmatisme mer de Ross métasomatisme mantellique modélisation quantitative monzonite océan Indien oxydes de Fe-Ti Panache de Kerguelen panaches mantelliques Plateau de Kerguelen plateau océanique plume mantellique processus magmatiques protérozoïque réservoir séries plutoniques alcalines uranium-plomb (U-Pb) zircon

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