ERC : Processus magmatiques lors de l'accrétion des dorsales rapides

Offre de thèse

Date limite de candidature

21-05-2025

Date de début de contrat

01-10-2025

Directeur de thèse

FRANCE Lydéric

Encadrement

Réunion hebdomadaires

Type de contrat

Programmes de l'Union Européenne de financement de la recherche (ERC, ERASMUS)

Candidater à cette offre

école doctorale

SIReNa - SCIENCE ET INGENIERIE DES RESSOURCES NATURELLES

équipe

Magmas et Fluides Profonds

contexte

Almost 2/3 of Earth's surface is covered by oceanic crust formed at mid-ocean ridges where >70% of the total magma flux is concentrated. In the last decades it has been shown that the magmatic system, which has long been seen as a melt-dominated system, is rather mushy: magmatic but with a high crystal fraction. This modifies the expected thermal regime, the modes of melt migration, and the igneous processes that give rise to the crust by differentiation and magma emplacement. Despite tremendous progress made over the last decades by a multidisciplinary marine geoscience community, our understanding of the oceanic magma plumbing architecture and of the related igneous processes at both fast- and slow-spreading ridges still needs to be refined and quantified. More specifically, the modes of differentiation that have been considered during decades to be governed by fractional crystallization (operating in crystal-poor mediums) are now revisited, and a yet poorly constrained reactive porous flow process is now widely proposed. The objective of MUSH-OCEAN is to make a breakthrough in our understanding of oceanic magmatic systems. With MUSH-OCEAN we will provide brand new constraints on 1/ the temporal (e.g., lifespan), spatial, and thermal relations between magma (s.s.) bodies (with <40 % crystals, thus mobilizable for e.g., seafloor eruptions), and mushy igneous reservoirs (>40 % crystals, thus not mobilizable), 2/ the kinematics of melt collection and migration in mushy reservoirs, and 3/ the igneous processes that govern mush evolution, and thus the overall differentiation of oceanic igneous reservoirs (reactive porous flow). In the context of MUSH-OCEAN, this doctoral project will focus on quantifying the igneous processes at stake during fast-spreading oceanic crust accretion along mid-ocean ridges (Figure). The PhD project will be focused on the plutonic section (lower oceanic crust) of the Oman ophiolite with comparisons with the crust that formed at the East Pacific Rise, and at other fast-spreading oceanic centers. The main sample set will come from the Oman Drilling Program, an International project that drilled several holes in the crust and mantle sections of the Oman ophiolite (in the frame of the ICDP, International Continental scientific Drilling Program), and potentially from additional field studies. In this project we will concentrate on the main lithologies forming the lower oceanic crust (the foliated, and the layered gabbros; Figure) with the aim of characterizing the origin of their textural and compositional variability, and the role of reactive porous flow in shaping magma evolution, to eventually decipher on the origin of the two main lithologies of oceanic crust formed at fast spreading centers.

spécialité

Géosciences

laboratoire

CRPG - Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques

Mots clés

pétrologie magmatique, roches plutoniques

Détail de l'offre

Un financement de thèse (3 ans) est disponible à l'Université de Lorraine (Nancy, France) en pétrologie magmatique pour étudier les processus en jeu lors de la formation et de l'évolution de la croûte océanique inférieure. Le début du contrat est prévu pour ~septembre 2025.
Ce doctorat s'inscrit dans le cadre du projet ERC MohoLAB dirigé par le Pr Satish Singh (IPGP), et du projet collaboratif ANR MUSH-OCEAN, et sera accueilli au CRPG dans l'équipe du Dr Lydéric France.
Les candidatures sont à soumettre avant le 21 mai 2025, comprenant :
-une lettre de motivation,
-un CV,
-et (optionnellement) jusqu'à 3 lettres de recommandation.
Les dossiers doivent être envoyés à : lyderic.france@univ-lorraine.fr

Contexte scientifique:
Près des 2/3 de la surface de la Terre sont formés de croûte océanique formée aux dorsales océaniques où plus de 70 % du flux magmatique terrestre est concentré. Ces dernières décennies il a été montré que le système magmatique n'est pas uniquement constitué de liquide, mais est majoritairement sous forme de 'mush' : un système magmatique riche en cristaux. Cela modifie le régime thermique attendu, les modes de migration des liquides, et les processus magmatiques à l'origine de la croûte par différenciation et mise en place du magma.
La compréhension de l'architecture du système de plomberie magmatique océanique et des processus ignés associés nécessite encore d'être précisée et quantifiée.
En particulier, les modes de différenciation traditionnellement attribués à la cristallisation fractionnée (dans des milieux pauvres en cristaux) sont aujourd'hui remis en question, et un processus de flux poreux réactif, encore mal contraint, est désormais largement envisagé.
Les objectifs du projet MUSH-OCEAN sont de faire une avancée majeure dans la compréhension des systèmes magmatiques océaniques. Il apportera de nouvelles contraintes sur 1/ Les relations temporelles (durée de vie), spatiales et thermiques entre les corps magmatiques 's.s.' (<40 % de cristaux, donc mobilisables pour des éruptions), et les réservoirs magmatiques mushy (>40 % de cristaux, donc non mobilisables). 2/ La cinématique de collecte et migration des liquides dans les réservoirs mushy. 3/ Les processus ignés gouvernant l'évolution du mush, et donc la différenciation globale des réservoirs ignés océaniques (via le flux poreux réactif).
Le projet de thèse proposé ici portera sur la quantification des processus magmatiques durant l'accrétion de la croûte océanique à accrétion rapide (dorsales rapides). Le projet sera centré sur la section plutonique (croûte océanique inférieure) de l'ophiolite d'Oman, avec des comparaisons avec la croûte de la dorsale Est Pacifique et d'autres segments de dorsale. Les échantillons principaux proviendront du Oman Drilling Program, un projet international qui a foré plusieurs puits dans les sections crustale et mantellique de l'ophiolite d'Oman (sous l'égide d'ICDP). Un échantillonnage supplémentaire sera potentiellement réalisé sur le terrain. L'objectif est d'étudier les lithologies principales de la croûte océanique inférieure (gabbros foliés et gabbros lités) pour caractériser l'origine de leur variabilité texturale et compositionnelle, comprendre le rôle du flux poreux réactif dans l'évolution magmatique, et déterminer l'origine des deux lithologies majeures de la croûte océanique dans les dorsales à accrétion rapide.
Le doctorant sera encadré par Dr Lydéric France (CRPG), en collaboration avec David Jousselin (CRPG), Marine Boulanger (LMV), et Satish Singh (IPGP). Nous recherchons des candidat.e.s avec une forte motivation et un fort intérêt pour la pétrologie magmatique (pétrographie et géochimie), de bonnes compétences en communication scientifique en anglais (écrit et oral), une expérience en pétrographie, en analyses géochimiques in situ (EPMA, LA-ICP-MS), et potentiellement de l'expérience dans le travail de terrain et la modélisation thermodynamique.

Keywords

igneous petrology, plutonic series

Subject details

A 3-year PhD position is available at the University de Lorraine (Nancy, France) in igneous petrology to study the igneous processing at stake during lower oceanic crust formation and evolution (starting date: ~September 2025). This postdoctoral position will be hosted in Dr Lydéric France group at CRPG in the frame of Pr Satish Singh (IPGP) ERC MohoLAB project, and of the collaborative MUSH-OCEAN ANR project. Applicants should submit by May 21st 2025, a cover letter, a CV, and (optional) up to 3 letters of recommendation (to: lyderic.france@univ-lorraine.fr). Almost 2/3 of Earth's surface is covered by oceanic crust formed at mid-ocean ridges where >70% of the total magma flux is concentrated. In the last decades it has been shown that the magmatic system, which has long been seen as a melt-dominated system, is rather mushy: magmatic but with a high crystal fraction. This modifies the expected thermal regime, the modes of melt migration, and the igneous processes that give rise to the crust by differentiation and magma emplacement. Despite tremendous progress made over the last decades by a multidisciplinary marine geoscience community, our understanding of the oceanic magma plumbing architecture and of the related igneous processes at both fast- and slow-spreading ridges still needs to be refined and quantified. More specifically, the modes of differentiation that have been considered during decades to be governed by fractional crystallization (operating in crystal-poor mediums) are now revisited, and a yet poorly constrained reactive porous flow process is now widely proposed. The objective of MUSH-OCEAN is to make a breakthrough in our understanding of oceanic magmatic systems. With MUSH-OCEAN we will provide brand new constraints on 1/ the temporal (e.g., lifespan), spatial, and thermal relations between magma (s.s.) bodies (with <40 % crystals, thus mobilizable for e.g., seafloor eruptions), and mushy igneous reservoirs (>40 % crystals, thus not mobilizable), 2/ the kinematics of melt collection and migration in mushy reservoirs, and 3/ the igneous processes that govern mush evolution, and thus the overall differentiation of oceanic igneous reservoirs (reactive porous flow). In the context of MUSH-OCEAN, this doctoral project will focus on quantifying the igneous processes at stake during fast-spreading oceanic crust accretion along mid-ocean ridges (Figure). The PhD project will be focused on the plutonic section (lower oceanic crust) of the Oman ophiolite with comparisons with the crust that formed at the East Pacific Rise, and at other fast-spreading oceanic centers. The main sample set will come from the Oman Drilling Program, an International project that drilled several holes in the crust and mantle sections of the Oman ophiolite (in the frame of the ICDP, International Continental scientific Drilling Program), and potentially from additional field studies. In this project we will concentrate on the main lithologies forming the lower oceanic crust (the foliated, and the layered gabbros; Figure) with the aim of characterizing the origin of their textural and compositional variability, and the role of reactive porous flow in shaping magma evolution, to eventually decipher on the origin of the two main lithologies of oceanic crust formed at fast spreading centers. The doctoral fellow will work with Dr Lydéric France at CRPG, and will collaborate with David Jousselin (CRPG), Marine Boulanger (LMV, France), and Satish Singh (IPGP, France). We are looking for highly motivated candidates with strong interest and good skills in igneous petrology (petrography and geochemistry) as well as good communication skills in English (oral and written). The project involves petrography descriptions, in situ analytical geochemistry (EPMA, LA-ICP-MS), and potentially field work and thermodynamic modeling.

Profil du candidat

Nous recherchons des candidat.e.s avec une forte motivation et un fort intérêt pour la pétrologie magmatique (pétrographie et géochimie), de bonnes compétences en communication scientifique en anglais (écrit et oral), une expérience en pétrographie, en analyses géochimiques in situ (EPMA, LA-ICP-MS), et potentiellement de l'expérience dans le travail de terrain et la modélisation thermodynamique.

Candidate profile

The doctoral fellow will work with Dr Lydéric France at CRPG, and will collaborate with David Jousselin (CRPG), Marine Boulanger (LMV, France), and Satish Singh (IPGP, France). We are looking for highly motivated candidates with strong interest and good skills in igneous petrology (petrography and geochemistry) as well as good communication skills in English (oral and written). The project involves petrography descriptions, in situ analytical geochemistry (EPMA, LA-ICP-MS), and potentially field work and thermodynamic modeling.

Référence biblio

Boulanger, M., France, L. (2023) Cumulate formation and melt extraction from mush-dominated magma reservoirs: the 'melt flush' process exemplified at mid-ocean ridges. Journal of Petrology, 64-2, egad005. https://doi.org/10.1093/petrology/egad005

L. France, M. Lombard, C. Nicollet, C. Berthod, B. Debret, J. Koepke, B. Ildefonse, A. Toussaint (2021) Quantifying the axial magma lens dynamics at the roof of oceanic magma reservoirs (dike/gabbro transition): Oman drilling project GT3 site survey. Journal Geophysical Research: Solid Earth, 126, e2020JB021496. doi:10.1029/2020JB021496