Abstract FR:

Cette etude est basee sur la determination experimentale de coefficients d'interdiffusion fe-mg(d#f#e##m#g) dans l'olivine naturelle de san carlos (usa) sous haute pression et relativement basse temperature. La mesure du volume d'activation pour l'interdiffusion (v*) apporte des informations sur l'effet de la pression sur le fluage de l'olivine dans le contexte convectif du manteau superieur terrestre. De plus, l'obtention de valeurs de d#f#e##m#g a basse temperature contraint l'utilisation de geothermometres a olivine et permet le developpement de geochronometres. Nous avons entrepris des recuits d'interdiffusion fe-mg sous haute pression dans une presse multienclumes (3p9gpa) et dans un piston-cylindre (0. 5p2. 5gpa), a des temperatures variant entre 600 et 900c. Les couples de diffusion sont formes d'un monocristal cylindrique d'olivine (mg#0#. #9,fe#0#. #1)#2sio#4, dont une des extremites est polie et recouverte d'un film mince (500 a) de fayalite fe#2sio#4 par pulverisation cathodique hf. Les echantillons sont proteges par une capsule en fer qui evite leur fracturation et leur contamination chimique. En outre, l'association olivine-fer maintient constante la pression partielle d'oxygene au cours d'un recuit. L'utilisation de la methode de micro-analyse par retrodiffusion rutherford (rbs) a permis d'analyser des profils courts issus d'experiences de quelques heures de duree seulement. Les coefficients d'interdiffusion sont extraits par ajustement des spectres rbs obtenus avec un spectre simule. Dans une premiere approche, l'analyse a ete effectuee en considerant d#f#e##m#g constant. Par la suite, deux corrections sont proposees, l'une tenant compte de la dependance de d#f#e##m#g avec la concentration en fe, l'autre permettant d'estimer la variation de la pression partielle d'oxygene avec la pression. Les resultats experimentaux corriges de ces effets montrent des volumes d'activation faibles, avec des valeurs de 1. 6, 0. 3, 0. 8 et 4. 01 cm#3 mole##1 pour des temperatures respectives de 900, 800, 700 et 600c. L'energie d'activation obtenue (104 kj mole##1) indique que l'interdiffusion a eu lieu en regime extrinseque. En parallele avec cette etude experimentale a ete menee une etude numerique de l'autodiffusion de mg dans la forsterite sous haute pression par minimisations d'energie. Cette etude numerique montre que le terme de formation de v* est preponderant par rapport au terme de migration. Les resultats suggerent egalement qu'un mecanisme lacunaire peut etre plus favorable qu'un mecanisme intersticiel