Sciences de la Terre et de l'Environnement.
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Earth and Environmental Sciences.
Thèmes de Master proposés - Proposed master topics
(05/2009)
A. Volcanologie, pétrologie, métamorphisme / Volcanology, petrology, metamorphism
B. Géochimie isotopique et géochronologie/ Isotope geochemistry and geochronology.
C. Gisements métallifères / Ore deposits
D. Risques géologiques / Geological risks
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A. Volcanologie, pétrologie, métamorphisme / Volcanology, petrology, metamorphism.
M. Dungan, C. Annen, S. Th. Schmidt, R. Spikings
Métamorphisme: Métamorphisme de bas degré dans l'Isle Royale, Michigan, USA. (A)
Méthodes: travail de terrain pour établir la distribution des minéraux secondaires dans une partie de l'île. L'île est un parc naturel, accès en bateau et à pied. Microscopie, XRD, microsonde, modélisation thermodynamique.
Supervision: S. Schmidt, B. Rose*, T. Bornhorst* (*U. of Michigan at Houghton).B. Géochimie isotopique et géochronologie/ Isotope geochemistry and geochronology.
U. Schaltegger, M. Chiaradia, D. Fontignie
Géochimie et géochronologie de l'unité de Patap (Pérou central) (B)
Geochemistry and geochronology of the Patap Unit (central Peru) (B)
Composition géochimique, isotopique et âge d'une suite magmatique dans l'unité de Patap dans la Valle Omas (Coastal Batholith, Western Cordillera, Peru). Cartographie et échantillonnage seront en collaboration et avec l'aide de géologues péruviens. Le travail analytique inclut des analyses géochimiques (majeurs, traces et terres rares), quelques déterminations isotopiques Sr-Nd-Pb, et des datations U-Pb sur 1-2 échantillons.
Supervision: U. Schaltegger and Peruvian geologistsEtude pétrographique, géochimique et isotopique des xénolithes du volcan Pichincha, Equateur (A+B)
Le volcan Pichincha est un des volcans actifs d’Equateur qui se situe immédiatement à l’ouest de Quito dans la Cordillère Occidental. Se laves ont un caractère adakitique qui a été différement interprété comme le résultat de la fonte partielle de la plaque océanique subductée ou des processus d’évolution magmatique au niveau de la croûte inférieure. Ces laves contiennent nombreux xénolithes granulitiques qui indiquent une interaction des magmas avec la croûte inférieure. Une étude pétrographique et de chimie minérale (microsonde) accompagnée par des analyses géochimiques et isotopiques (Pb, Sr, Nd) ainsi que géochronologiques (U-Pb sur zircon) des xénolithes pourrait mener à une meilleure compréhension de la genèse des laves du volcan Pichincha.
Supervision: Massimo Chiaradia (en collaboration avec Alex Ulianov, UNIL, Suisse, et Bernardo Beate, EPN, Quito, Equateur)Le gisement à sulfures massives type Chypre de Küre, province de Kastamonu, Turquie septentrionale: étude géologique, géochimique et géochronologique (B+C)
Küre est un gisement à sulfures massives type Chypre actuellement exploité avec réserves de 10 Mt à 2.45% de Cu et teneurs économiques en Co. Il consiste d’une minéralisation massive à chalcopyrite, pyrite, bornite partiellement remplacée par minerais secondaires comme chalcosine, covellite et cuivre natif et une zone de stockwork sous-jacente. Il est contenu dans la séquence ophiolitique de Küre d’âge Liasique, qui est actuellement interprétée comme étant formée dans un bassin au-dessus d’une zone de subduction plongeant vers le nord. Dans ce projet il s’agit d’étudier les relations entre la minéralisation et les ophiolites encaissantes à travers la cartographie de terrain, l’analyse pétrographique et géochimique des roches ophiolitiques et leur géochronologie si possible.
Supervision: Massimo Chiaradia en collaboration avec Faruk Celik (Université de Kocaeli, Turquie).Traçage de la contamination de Pb par la peinture dans l’environnement domestique de Genève (B)
Le plomb utilise comme pigment dans les peintures domestiques des anciennes maisons peut être une source principale de contamination de l’environnement domestique et aussi urbain. Dans cette étude il s’agirait de tracer les sources de Pb dans un environnement domestique caractérisé par la présence de peinture au Pb et de comparer cet environnement avec un autre sans la présence de peinture au Pb. L’étude prévoie l’utilisation des isotopes de Pb comme traceurs des sources à travers l’analyse des poussières domestiques, des peintures, et des échantillons physiologiques des habitants des maisons (spécialement les enfants) ainsi que des groupes de contrôle.
Supervision: Massimo Chiaradia en collaboration avec le Service de toxicologie de l’environnement bâti (STEB) du Canton de Genève.C. Gisements métallifères/ Ore deposits.
L. Fontboté, R. Moritz, K. Kouzmanov
Métallogénie des ceintures volcano-sédimentaires téthysiennes, tardi-crétacées de Srednogorie (Bulgarie) et du Petit Caucase (Géorgie et Arménie): étude de gisements épithermaux, porphyres cuprifères et/ou sulfures massifs volcanogènes (C)
Plusieurs thèmes peuvent être développés selon les préférences des candidats.
La ceinture tardi-crétacée de Srednogorie (Bulgarie) est une ceinture orogénique de type andin caractérisée par la présence de gisements épithermaux d'or et de cuivre du type acide (high-sulfidation) et de porphyres cuprifères, dont certains en production. Des travaux de détail (cartographie, altération, pétrographie des minéraux opaques, divers travaux géochimiques: isotopes, inclusions fluides, éventuellement datations Ar/Ar) sont nécessaires pour documenter le mode de formation des gisements épithermaux et comprendre leur lien avec les porphyres cuprifères. Les zones d'études proposées se trouvent dans le fameux district minier de Panagyurishte (mines de Chelopech et d'Assarel) à 60 km à l'est de Sofia et le prospect de Breznik en Bulgarie occidentale. D'autres zones d'études sont éventuellement possibles le long de la même ceinture orogénique en Serbie.
La zone métallogénique tardi-crétacée du Petit Caucase se trouve à cheval sur la Géorgie, l'Arménie et l'Azerbaïdjan et reste encore mal documentée et peu comprise. Deux secteurs sont actuellement étudiés. Le district de Bolnisi en Géorgie (80 km au sud de Tbilissi), où l'on retrouve des gisements de type sulfures massifs volcanogènes en situation d'arrière-arc (ex. la mine de Madneuli), et le district de Kapan en Arménie méridionale, où la nature des gisements exploités reste encore équivoque (système épithermal-porphyrique ou sulfure massif volcanogène?). Dans les deux secteurs des travaux sont nécessaire, allant de l'échelle géologique régionale à locale (cartographie de base, lithogéochimie, pétrographie) pour comprendre l'environnement géologique à l'étude détaillée des gisements (relations temporelles relatives des événements, description des roches encaissantes fraîches à altérées et des minéraux opaques par pétrographie transmise et réfléchie, isotopes stables et radiogéniques, inclusions fluides, datations Ar/Ar). Un(e) doctorant(e) devrait participer à ce travail.
Les travaux s'intègrent dans un projet du Fonds National Suisse de la Recherche Scientifique, ils sont partiellement à totalement supportés par des compagnies minières ou d'exploration (assurant entre autres l'accès aux mines souterraines ou à ciel ouvert, aux données d'exploration, l'étude de forages, le soutien logistique, etc.) et des collaborations sont en cours avec des collègues d'instituts de recherche et d'universités bulgares, géorgiens et arméniens.
Supervision: R. Moritz.Contexte lithologique et tectonique de veines de quartz aurifères varisques dans la Cordillère andine (Pérou): minéralisation aurifère génétiquement liée à des intrusions ou de type orogénique? (C)
Le but de ce travail est de caractériser le mode de formation de gisements d'or carbonifères, associés à des veines de quartz encaissées dans des zones de cisaillement, dont le mode de formation reste encore équivoque. La question fondamentale est de savoir si ces gisements sont liés à des processus métamorphiques se déroulant à l'échelle de l'orogenèse andine au Carbonifère ou bien à des processus magmatiques plus locaux.
Les travaux seront entrepris en collaboration avec une doctorante genevoise (Edina Vágó) et ils s'intègreront dans un projet du Fonds National Suisse de la Recherche Scientifique. Ils se dérouleront dans le cadre de collaborations avec différentes compagnies minières ou d'exploration (assurant l'accès aux mines et aux prospects miniers, aux données d'exploration, l'étude de forages, le soutien logistique, etc.).
Techniques envisagées: travail de cartographie lithologique et structurale (l'aspect structural pourrait être assez important). Analyse géochimique des roches (XRF). Microscopie: lumière transmise et réfléchie. Datations Ar/Ar. Étude des inclusions fluides (dépend des possibilités d’application).
Supervision: R. Moritz.Chemistry and P-T of fluids trapped in co-genetic opaque ore and transparent gangue minerals: the case of quartz-hematite and quartz-wolframite pairs (C)
This project aims to compare the fluid chemistry (from LA-ICP-MS analysis) and P-T conditions of entrapment (normal and IR-light microthermometry) of fluid inclusions hosted by texturally co-genetic opaque ore and transparent gangue minerals. Several recent studies suggest that ore and gangue minerals in some deposits do not precipitate from the same fluid. If not, what are the real ore-forming fluids and what are the ore-precipitation mechanisms, compared to those controlling the gangue precipitation?
The study is focused on quartz-hematite and quartz-wolframite pairs with clear textural relationships from different localities. Both, hematite and wolframite are opaque in normal transmitted light, but transparent in near-infrared light. Thus their internal features and fluid inclusions can be successfully studied by using IR microscopy and microthermometry. A number of suitable samples from different localities (Europe, South America) and different geological settings are available, but sampling field campaign to Elba Island (Italy) is possible as well.
Supervision: K. KouzmanovEnigmatic sedimentary-hosted Zn mineralization in the southern Domo de Yauli district, central Peru (C)
In the southern part of the Domo de Yauli district, central Peru, several square km of Cretaceous limestones host an enigmatic Zn mineralization - massive sphalerite "concretions", up to 15-20 cm in diameter, with a density of up to 5-6 concretions per square meter. No previous studies on similar mineralization style in central Peru exist. Field mapping and sampling campaign in collaboration with the Volcan Compania Minera S.A. (Peru) will be performed prior to detailed mineralogical, stable isotope and fluid inclusion studies. Such a carbonate-hosted mineralization could become new potential exploration target for the company in the highly mineralized Domo de Yauli district. Its detailed mapping and geochemical characterization may have a direct input onto the mining exploration in the area.
Supervision: K. Kouzmanov & L. FontbotéThermal and exhumation histories of a magmatic-hydrothermal system: the Anticona diorite, Morococha district, central Peru
The project aims to reconstruct the thermal and exhumation history of the Anticona Diorite (14.1 Ma; U-Pb dating) – a deeply eroded Mid-Miocene intrusion, crosscut by Late-Miocene mineralized porphyries (7-9 Ma) and polymetallic epithermal veins in the western part of the Morococha Miocene polymetallic district of central Peru. Field mapping and sampling will be performed prior to Fission-track analysis of magmatic zircon and apatite and hydrothermal apatite, combined with electron microprobe and LA-ICP-MS analyses of apatites.
Supervision: K. Kouzmanov, R. Spikings & L. FontbotéD. Risques géologiques/ Geological risks.
Costanza Bonadonna, Corine Frischknecht
Characterization of a highly explosive basaltic eruption of Villarrica volcano, Chile (D)
Supervision: C. Bonadonna
