Géochimie du Niobium et du Tantale : distribution et fractionnement de ces deux éléments dans les différents réservoirs terrestres

The first part of this study deals with the distribution of Nb and Ta at microscopic scale in mantle rocks. Their concentration was measured by EPMA in titanium-oxides to constrain the role of these microphases in the Nb-Ta fractionation. The second part adresses the distribution of Nb and Ta at the scale of whole Earth. ICP-MS analyses were performed in representative samples to constrain the variations of Nb/Ta, Nb/Th and Ta/La ratios in the main geochemical reservoirs. These data indicate that most of the Silicate Earth is characterized by sub-chondritic Nb/Ta ratios ( Our data do not support the idea that the subchondritic Nb/Ta ratio of the Silicate Earth would be balanced by a super-chondritic, subduction-related material, recycled and « hidden » in deep-seated mantle. Evidence against this hypothesis include : (1) the observation that the Nb/Ta value of arc volcanism is not significantly lower than the oceanic basalt value, on average, (2) the fact that the low Nb/Ta signature of the continental crust is not inherited from subduction, but merely the reflection of within-crust differenciation processes, and (3) our data on oceanic basalts do not reveal the existence of a high Nb/Ta component in their source. Finally, whole Earth inversion of Nb, Ta, Th and La data indicates that the sub-chondritic Nb/Ta signature of the Silicate Earth may be accounted for by incomplete segregation of Nb from the core in the early evolutionnary stages of the Earth. The distribution coefficient of Nb between core and primitive mantle would be 0.25 ± 0.08, a value which is well consistent with recent metal/silicate experimental data.La première partie de cette étude concerne la distribution de Nb et Ta à l'échelle microscopique dans les roches mantelliques. On a mesuré à la microsonde électronique leurs concentrations dans des microphases titanifères (rutile), afin d'étudier le rôle de ces phases dans le fractionnement des deux éléments.La seconde partie concerne la distribution de Nb et Ta dans les différentes enveloppes terrestres. A partir d'analyses en roche totale par ICP-MS, on a étudié les variations des rapports Nb/Ta, Nb/Th et Ta/La dans les grands réservoirs géochimiques représentant la Terre Silicatée. La plupart ont un rapport Nb/Ta moyen infrachondritique (Trois raisons nous conduisent à réfuter l'hypothèse d'un réservoir à Nb/Ta élevé « caché » dans le manteau convectif et alimenté par les zones de subduction, proposée pour contrebalancer ces valeurs infrachondritiques: (1) la valeur moyenne de Nb/Ta dans les arcs n'est pas significativement inférieure à celle des basaltes océaniques, (2) les valeurs faibles de Nb/Ta dans la croûte continentale ne sont pas un héritage de la subduction mais l'aboutissement de la différenciation intracrustale et (3) l'étude des basaltes océaniques n'a pas révélé de composant mantellique à Nb/Ta élevé dans leur source.Finalement, l'inversion des données de Nb, Ta, Th et La à l'échelle de la planète montre qu'une incorporation de Nb dans le noyau peut expliquer le rapport infrachondritique de la Terre Silicatée. Les résultats fournissent une estimation du coefficient de partage de Nb entre noyau et manteau primitif de 0,25 ± 0.08, en accord avec les données expérimentales récentes