H2 generation versus H2 consumption in volcanic gas systems: A case study in the Afar hot spot in Djibouti

La région de Djibouti est située dans la dépression de l’Afar qui correspond au cœur d’un point chaud majeur à la jonction de trois rifts : Le rift océanique de la mer Rouge, le rift océanique du golfe d’Aden et le rift continental est-africain. Dans le prolongement du golfe d’Aden, l’ouverture du golfe de Tadjourah au cours des 30 derniers millions d’années a été suivie par l’établissement de dépressions parallèles orientées NW-SE (Gobaad, Hanle, Gaggade, Assal-Ghoubbet). Cette région est caractérisée par un flux thermique élevé, une activité volcanique et tectonique complexe et un réseau dense de failles favorables au développement d’activités hydrothermales. Une étude de terrain a été menée pour étudier la composition et l’origine des gaz dans les sources thermales et les fumerolles le long d’un transect allant du lac Abbhé à Djibouti. Des traces d’hydrogène ont été détectées dans des fumerolles et des sources chaudes associées à des systèmes hydrothermaux en bordure des régions de Gobaad, Hanlé, Gaggade, Assal-Ghoubbet et Arta. Les processus régissant l’origine du H2 et sa consommation à différents niveaux des systèmes magmatiques-hydrothermaux sont discutés. L’H2 est interprété comme étant lié à plusieurs processus, notamment l’équilibre chimique dans les gaz magmatiques, l’altération des roches riches en Fe II et l’oxydation du H2S volcanique. Le méthane associé à l’hydrogène a principalement une origine abiotique et pourrait résulter de la réaction de l’hydrogène avec les oxydes de carbone. Des émanations d’hélium ont également été observées, notamment sur les rives du lac Abbhé, dans des sources chaudes en ébullition. Les échantillons de gaz ont montré des rapports isotopiques R/RA de l’hélium allant jusqu’à 10, qui sont des valeurs caractéristiques de l’hélium d’origine mantellique caractérisé par un enrichissement en 3He par rapport aux valeurs de l’air.