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Mafic to ultramafic rocks can trace formation and evolution processes of planetary surfaces. To characterize these surfaces, visible-near infrared reflectance spectroscopy is well-suited because of its sensitivity to iron present in minerals. The objective of this thesis is to determine the modal composition of rocks and the chemical composition of minerals (olivine and pyroxenes).A systematic procedure based on the Modified Gaussian Model (MGM) has been developed for characterizing spectra associated with complex mineralogies involving mixtures of olivine, orthopyroxene and clinopyroxene. Once this procedure is validated on simple cases (powders), it is implemented on complex cases corresponding to natural rocks (Martian meteorites and ophiolite samples).Based on these learnings, mineralogical mappings are then produced from airborne and space data, respectively for the Syrtis Major volcano on Mars and the Sumail ophiolite (Oman). Our results demonstrate that Syrtis Major lavas present an enrichment in olivine (Fo50-80) and that the pyroxenes, depending on crystallisation conditions, may have compositions ranging from augite to enstatite. For Oman's ophiolite, we identify and map for the first time organized spatial variations of the modal composition within the harzburgite unit. We also characterize changes in crustal clinopyroxene compositions with petrogenetic implications.These contributions are essential in characterizing and understanding petrologic processes inherent to the formation of planetary surfaces and should motivate the use of imaging spectroscopy for geological purposes.; Les roches mafiques à ultramafiques permettent de tracer les processus de formation et d'évolution des surfaces planétaires. Pour caractériser ces surfaces, la spectroscopie de réflectance visible-proche infrarouge est une technique adaptée de part sa sensibilité aux absorptions du fer présent dans les minéraux. L'objectif de cette thèse est de déterminer la composition modale des roches, ainsi que la composition chimique des minéraux constitutifs.Nous avons développé une procédure basée sur la mise en oeuvre du Modèle Gaussien Modifié (MGM) qui permet de modéliser les spectres pour des assemblages minéralogiques complexes (olivine - orthopyroxène - clinopyroxène). Après validation de cette approche sur des données simples (poudres), la méthode a été appliquée à des roches naturelles complexes (météorites martiennes et roches d'Oman). Fort de l'expertise acquise dans cette étape intermédiaire, des cartographies minéralogiques ont alors pu être réalisées à partir de données spatiales et aéroportées, respectivement pour le volcan Syrtis Major sur Mars et le massif ophiolitique de Sumail (Oman). Nous avons ainsi montré que les laves de l'édifice volcanique présentent un enrichissement en olivine (Fo50-80) et que les pyroxènes, suivant les conditions de mise en place, peuvent avoir des compositions allant des augites aux enstatites. Pour l'ophiolite d'Oman, nous avons mis en évidence et cartographié pour la première fois des variations spatiales organisées de composition modale au sein même de l'unité harzburgitique. Nous avons également caractérisé des variations de composition dans les clinopyroxènes de la zone crustale ayant des implications pétrogénétiques.Ces apports sont essentiels dans la caractérisation et la compréhension des processus pétrologiques inhérents à la formation des surfaces planétaires et devraient stimuler l'utilisation de l'imagerie spectroscopique à des fins géologiques.

Mafic to ultramafic rocks can trace formation and evolution processes of planetary surfaces. To characterize these surfaces, visible-near infrared reflectance spectroscopy is well-suited because of its sensitivity to iron present in minerals. The objective of this thesis is to determine the modal composition of rocks and the chemical composition of minerals (olivine and pyroxenes).A systematic procedure based on the Modified Gaussian Model (MGM) has been developed for characterizing spectra associated with complex mineralogies involving mixtures of olivine, orthopyroxene and clinopyroxene. Once this procedure is validated on simple cases (powders), it is implemented on complex cases corresponding to natural rocks (Martian meteorites and ophiolite samples).Based on these learnings, mineralogical mappings are then produced from airborne and space data, respectively for the Syrtis Major volcano on Mars and the Sumail ophiolite (Oman). Our results demonstrate that Syrtis Major lavas present an enrichment in olivine (Fo50-80) and that the pyroxenes, depending on crystallisation conditions, may have compositions ranging from augite to enstatite. For Oman's ophiolite, we identify and map for the first time organized spatial variations of the modal composition within the harzburgite unit. We also characterize changes in crustal clinopyroxene compositions with petrogenetic implications.These contributions are essential in characterizing and understanding petrologic processes inherent to the formation of planetary surfaces and should motivate the use of imaging spectroscopy for geological purposes.; Les roches mafiques à ultramafiques permettent de tracer les processus de formation et d'évolution des surfaces planétaires. Pour caractériser ces surfaces, la spectroscopie de réflectance visible-proche infrarouge est une technique adaptée de part sa sensibilité aux absorptions du fer présent dans les minéraux. L'objectif de cette thèse est de déterminer la composition modale des roches, ainsi que la composition chimique des minéraux constitutifs.Nous avons développé une procédure basée sur la mise en oeuvre du Modèle Gaussien Modifié (MGM) qui permet de modéliser les spectres pour des assemblages minéralogiques complexes (olivine - orthopyroxène - clinopyroxène). Après validation de cette approche sur des données simples (poudres), la méthode a été appliquée à des roches naturelles complexes (météorites martiennes et roches d'Oman). Fort de l'expertise acquise dans cette étape intermédiaire, des cartographies minéralogiques ont alors pu être réalisées à partir de données spatiales et aéroportées, respectivement pour le volcan Syrtis Major sur Mars et le massif ophiolitique de Sumail (Oman). Nous avons ainsi montré que les laves de l'édifice volcanique présentent un enrichissement en olivine (Fo50-80) et que les pyroxènes, suivant les conditions de mise en place, peuvent avoir des compositions allant des augites aux enstatites. Pour l'ophiolite d'Oman, nous avons mis en évidence et cartographié pour la première fois des variations spatiales organisées de composition modale au sein même de l'unité harzburgitique. Nous avons également caractérisé des variations de composition dans les clinopyroxènes de la zone crustale ayant des implications pétrogénétiques.Ces apports sont essentiels dans la caractérisation et la compréhension des processus pétrologiques inhérents à la formation des surfaces planétaires et devraient stimuler l'utilisation de l'imagerie spectroscopique à des fins géologiques.

The Slide Mountain Terrane consists of Devonian to Permian siliceous and detrital sediments in which are interbedded basalts and dolerites. Locally, ultramafic cumulates intrude these sediments. The Slide Mountain Terrane is considered to represent a back-arc basin related to the Quesnellia Paleozoic arc-terrane. However, the Slide Mountain mafic volcanic rocks exposed in central British Colombia do not exhibit features of back-arc basin basalts (BABB) but those of mid-oceanic ridge (MORB) and oceanic island (OIB) basalts. The N-MORB-type volcanic rocks are characterized by light rare-earth element (LREE)-depleted patterns, La/Nb ratios ranging between 1 and 2. Moreover, their Nd and Pb isotopic compositions suggest that they derived from a depleted mantle source. The within-plate basalts differ from those of MORB affinity by LREE-enriched patterns; higher TiO2, Nb, Ta, and Th abundances; lower εNd values; and correlatively higher isotopic Pb ratios. The Nd and Pb isotopic compositions of the ultramafic cumulates are similar to those of MORB-type volcanic rocks. The correlations between εNd and incompatible elements suggest that part of the Slide Mountain volcanic rocks derive from the mixing of two mantle sources: a depleted N-MORB type and an enriched OIB type. This indicates that some volcanic rocks of the Slide Mountain basin likely developed from a ridge-centered or near-ridge hotspot. The activity of this hotspot is probably related to the worldwide important mantle plume activity that occurred at the end of Permian times, notably in Siberia.

Structural, kinematics and thermo-barometric analyses of the ductile deformation of the south-Limousin metamorphic formations show a polyphase shear tectonics corresponding to two different thrusting events. The older one, is a to the top-to-the-SW thrusting during middle Devonian. This deformation occurs under minimum PT conditions of 7 Kbar/700 degrees C simultaneously to anatexis. The second event is a top-to-the-NW shearing which occurred in late Devonian-early Carboniferous under Barrovian conditions (5 kbar/600 degrees C). Diorites bodies and non-eclogitized mafic rocks allow us to argue for an extensional phase between the two thrusting events. These two ductile and syn-metamorphic deformations take place in a polycyclic evolution model of the Hercynian belt of the French Massif Central.

The main shield volcano of Ua Huka Island (Marquesas Archipelago) was emplaced between 2.2 and 2.4 Ma, and then affected by two caldera collapse events. After a 0.9 Ma-long gap, volcanic activity resumed with the emplacement of two smaller volcanoes in the southwest part of the island, between 1.5 and 0. 75 Ma. The geochemical characteristics of Ua Huka mafic lavas, which range from olivine tholeiites to alkali basalts and basanites, are consistent with a temporal decrease in partial melting degrees of a heterogeneous mantle source. The associated temporal variation of the isotopic signatures of Ua Huka basalts implies a more important contribution of a Depleted MORB Mantle (DMM) end-member during the genesis of the youngest basanitic lavas. Such a variation was not previously documented in the Marquesas Archipelago.