Un outil descriptif et diagnostique constitué des abondances normalisées des éléments des terres rares (ETR) tracées sous forme de patron (souvent normalisé à un schiste de référence ou à la croûte moyenne post‑archéenne) utilisé pour inférer la provenance, l'état redox, les apports authigéniques versus détritiques, l'influence hydrothermale et les processus de fractionnement sélectif dans les systèmes marins et sédimentaires.

Principe

Les ETR se comportent de manière cohérente dans de nombreux processus géologiques mais montrent des fractionnements spécifiques à chaque élément contrôlés par la complexation, l'adsorption et un comportement sensible au redox (notamment l'anomalie en Ce). Les patrons normalisés et les anomalies (Ce/Ce*, La/La*, pente LREE/HREE, rapports Y/Ho) diagnostiquent le mélange des sources et les processus environnementaux.

Démonstration

Un carottage sédimentaire présente un patron ETR normalisé PAAS avec une anomalie négative en Ce, une pente LREE/HREE plate et un Y/Ho élevé, cohérents avec une influence d'eau de mer et des conditions oxygénées, tandis qu'un carottage proche d'une source hydrothermale montre un enrichissement en ETR légers et une anomalie positive en Eu inhabituel indiquant un apport hydrothermal.

Mauvaise application

Interpréter des concentrations brutes d'ETR sans normalisation à une référence appropriée ou ignorer la dilution détritique et la remobilisation sélective (p. ex. adsorption sur des phases authigéniques) peut conduire à une identification erronée de la provenance ou des signaux redox.

Conséquence

Correctement normalisés et interprétés, les patrons d'ETR fournissent des contraintes puissantes sur les sources sédimentaires, les conditions redox de la colonne d'eau, les processus d'enrichissement authigénique et les apports issus de la météorisation continentale, des fleuves et des systèmes hydrothermaux.

Inversion

En inversant l'interprétation, on peut utiliser des contraintes indépendantes sur la provenance et le redox pour prédire les patrons ETR attendus et ainsi détecter une surimpression diagenétique ou des apports atypiques plutôt que d'inférer l'environnement uniquement à partir de la forme du patron.

Limite

Utile pour distinguer apports détritiques et authigéniques, inférer le redox et détecter l'hydrothermalisme lorsque les signatures ETR sont préservées ; limité lorsque la remobilisation diagenétique, une forte dilution détritique ou le tri granulométrique effacent les patrons primaires ; le comportement des ETR peut varier avec la chimie des ligands et le pH.

Tension sémantique

Une tension existe entre la lecture des patrons ETR comme marqueurs conservatifs de provenance et la reconnaissance de leur sensibilité aux processus de colonne d'eau et à l'adsorption authigénique ; distinguer mélange détritique et fractionnement in situ exige souvent des proxies complémentaires (p. ex. isotopes Nd, minéralogie).

Synthèse

Les patrons d'éléments des terres rares, lorsqu'ils sont normalisés et interprétés dans un contexte sédimentologique et géochimique, intègrent signatures de source, anomalies redox sensibles et tendances de fractionnement pour différencier provenance, enrichissement authigénique, apports hydrothermaux et histoire redox, tout en requérant prudence face aux surimpressions post‑dépositionnelles.