Post-doctorat en modélisation atomistique appliquée à la minéralogie et à la géochimie (H/F) – Partage élémentaire et isotopique lors de la formation de la pyrite

Le chercheur post-doctorant participera au projet ANR PYRISOFE associant les laboratoires GET (Toulouse) et IMPMC (Paris).
La composition élémentaire et isotopique des pyrites sédimentaires est couramment utilisée pour retracer l’évolution de la chimie des océans et de l’état redox à travers les époques géologiques. Cependant, les mécanismes et la cinétique de formation de la pyrite restent mal connus. Le projet PYRISOFE, regroupant des travaux expérimentaux avec des approches analytiques et théoriques, vise à quantifier et rationaliser l’influence des éléments traces sur chacune des étapes cristallochimiques de la formation de la pyrite à basse température, et en particulier sur le fractionnement isotopique Fe de la pyrite.
D’un point de vue théorique, nous étudierons l’interaction à l’échelle moléculaire d’éléments traces tels que Ni et As avec les phases solides et colloïdales de sulfure de fer impliquées dans la formation de la pyrite. Cela nécessitera l’application de méthodes de simulation atomistique à des systèmes naturels complexes. Les solides comprendront le produit final, la pyrite FeS2, mais également la mackinawite FeS, qui se présente sous la forme d’une phase solide désordonnée. Quant aux phases dissoutes, nous nous concentrerons sur les espèces FexSx et les complexes polysulfures de Fe, dont les structures réelles sont encore débattues. Les propriétés structurelles, électroniques et énergétiques seront étudiées afin d’identifier les mécanismes probables d’incorporation des éléments traces. A partir de là, l’objectif final sera de déterminer les propriétés thermodynamiques telles que le coefficient de partage des oligo-éléments entre solide et solution,

Le post-doctorant contribuera notamment aux aspects suivants :
– Mise en place des simulations de dynamique moléculaire et des calculs statiques appropriés pour décrire de la manière la plus réaliste possible la structure des phases solide et colloïdale évoquées ci-dessus (codes comme Quantum Espresso, CP2K, … ).
– Détermination des coefficients de partage des éléments traces et des fractionnements isotopiques du fer.
– Collaboration et échanges avec les autres membres du projet ANR PYRISOFE pour assurer une synergie avec les tâches expérimentales et analytiques.

Géosciences Environnement Toulouse (GET, https://www.get.omp.eu ) est un laboratoire de recherche multidisciplinaire dédié à l’amélioration des connaissances sur (i) l’évolution et la dynamique de la Terre, (ii) les environnements et climats passés et présents, et (iii ) la zone critique et les interactions contaminants-environnement-santé. Le laboratoire regroupe aujourd’hui environ 250 personnes dont ~160 permanents du CNRS, de l’Université Toulouse III, de l’IRD et du CNES. Le postdoctorant rejoindra le groupe « Géochimie des isotopes stables » et travaillera principalement en collaboration avec Marc Blanchard. Le post-doctorant aura également une forte interaction avec les membres du groupe « Minéralogie de l’environnement » du laboratoire IMPMC (Paris, http://impmc.sorbonne-universite.fr/fr/equipes/mineralogie_environnemen…), notamment avec Julie Aufort. Le boursier postdoctoral aura accès aux installations informatiques locales, régionales et nationales.