Cathodoluminescence à haute-résolution de carbonates de chondrite: en préparation de l’étude d’échantillon d’astéroïde de OSIRIS-REX

V. GUIGOZ¹ , A. SERET², M. PORTAIL¹, G. LIBOUREL², H. C. CONNOLLY Jr ^3,4,5, and D. S. LAURETTA ⁴

1. Université Côte d’Azur, CNRS, CRHEA, Rue Bernard Grégory, 06560 Valbonne, France,
2. Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, Boulevard de l’Observatoire, CS 34229, 06304 Nice Cedex 4, France,
3. Department of Geology, Rowan University, Glassboro, NJ, USA,
4. Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona, Tucson, AZ, USA, 5Department of Earth and Planetary Science, American Museum of Natural History, New York, NY, USA.

Dans le cadre de la mission Osiris-Rex de la Nasa, qui prévoit le retour sur Terre d’échantillons récupérés directement sur un astéroïde en voyage spatial, la cathodoluminescence (CL) à haute-résolution a été développée pour étudier les mécanismes de formation des météorites chondrites.

L’étude de carbonates (CaCO3) par imagerie panchromatique révèle de légères modifications de la structure dues à des variations de conditions lors de la formation (Fig. 1), invisibles en imagerie SE ou BSE. Elle est associée à l’analyse spectrale, de longueurs d’ondes allant de l’UV à l’IR, qui permet de déterminer les variations locales de (1) la structure cristalline et (2) de la composition chimique. Ainsi un photon émis dans l’orange-rouge témoigne directement de la présence de Mn2+, substituant un Ca2+, avec une sensibilité supérieure aux méthodes traditionnelles d’analyse de composition chimique (Fig.2).

Il est ainsi possible d’estimer la concentration de Mn en fonction de l’intensité lumineuse à 620 nm. Ces résultats permettent de déchiffrer l’historique de cristallisation des carbonates et le type d’activité hydrothermal dans le corps parent.

Figure 1 : Exemples d’images CL de carbonates avec une image SE correspondante.

Figure 2 : Image panchromatique (gauche) d’un carbonate zoné avec son analyse spectrale (centre) et la cartographie élémentaire en Mn2+ correspondante acquise par microsonde électronique.