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Les pyroxénites à urano-thorianite du sud-est de Madagascar : conditions physico-chimiques de la métasomatose
No full textIn the Proterozoïc of granulite facies in S-E Madagascar the urano-thorianite bearing rocks are part of a clinopyroxene-rich calc-magnesian complex (the so-called "pyroxenites"). The rocks are produced by the metamorphic/metasomatic alteration (ca. 500-600 M.y. ?) of limestones and marls. By metasomatism K, Na, Fe and in some cases Ca are lost by the rocks ; Mg and Si are gained.
The parageneses exhibited by the surrounding gneisses, leptynites and marbles as well as the Fe-Mg distribution in the pairs cordierite-garnet and cordierite-spinel constrain as follows the conditions for the main phase of regional metamorphism : T = 700-750°C ; PF ⋍ 5 kbar ; CO2 concentrations often high in the fluid phase. Similar temperatures are deduced from the scapolite-plagioclase equilibrium in the pyroxenites. Evidences of an older metamorphic phase of higher temperature (T ≥ 780°C) are locally observed.
The clinopyroxenes compositions are near the diopside-Ca-tschermak (CaTs) join and show very high Al-content (up to 15.8 % AI2O3). The CaTs-content of the clinopyroxene varies according to the parageneses : below 2 % in the unusual quartz-bearing rocks (no urano-thorianite) ; 2-6 % with scapolite/plagioclase ; more than 6 % in amphibole (fluor-pargasite-rich)-bearing rocks ; from 10-11% to near 30% in spinel-bearing rocks with amphibole or scapolite/plagioclase. The CaTs-content of the clinopyroxene is clearly dependent on the silica activity in the fluid phase. It is shown that this one may have been as low as below 0.10 the silica activity for quartz-saturation in the same P-T-XCO2 conditions. The results are coherent with the required conditions for the stability of a Th-rich (Th/U > 1) urano-thorianite as they are shown by recent experimental work in the system UO2-ThO2-SiO2.Dans le Protérozoïque de faciès granulite du Sud-Est de Madagascar, l' urano-thorianite est un minéral de roches calcomagnésiennes riches en clinopyroxène ("pyroxénites") qui résultent du métamorphisme (à 500-600 M.a. ?) de calcaires et de marnes, accompagné d'importants échanges métasomatiques : départ des alcalins, de Fe, parfois de Ca ; apport de Mg et Si.
Les paragenèses minérales dans les gneiss, leptynites et marbres environnants et le partage de Fe et Mg entre cordiérite-grenat et cordiérite-spinelle conduisent à T = 700-750°C, PF ⋍ 5 kbar et XCO2 souvent élevée pour la phase majeure du métamorphisme régional. Dans les pyroxénites, l'équilibre scapolite-plagioclase indique les mêmes températures. On observe localement les témoins d'une phase métamorphique antérieure, de plus haute température (T ≥ 780°C).
Les clinopyroxènes sont proches de la série diopside-Ca-tschermak (CaTs) avec des concentrations très élevées en Al (jusqu'à 15,8 % AI2O3). La concentration en CaTs du clinopyroxène varie selon les paragenèses : moins de 2 % pour les rares roches (non minéralisées) à quartz ; 2 à 6 % avec scapolite/plagioclase ; plus de 6 % pour les roches à amphibole (riche en fluor-pargasite) : de 10-11 % à près de 30 % pour les roches à spinelle et amphibole ou scapolite/plagioclase. La concentration en CaTs est ici très nettement dépendante de l'activité de la silice en solution. On montre que celle-ci a pu s'abaisser jusqu'à moins de 1/10 de sa valeur pour la saturation en quartz.
Ces résultats sont en accord avec les conditions de stabilité de l'urano-thorianite à Th/U > 1 telles qu'elles ont été récemment définies par les travaux expérimentaux dans le système UO2-ThO2-SiO2.Moine Bernard, Rakotondratsima Charles, Cuney Michel. Les pyroxénites à urano-thorianite du sud-est de Madagascar : conditions physico-chimiques de la métasomatose. In: Bulletin de Minéralogie, volume 108, 3-4, 1985. Minéralogie dans les Sciences de la Terre et l'Industrie - Hommage à François Permingeat
Mineralogical and geochemical characterization and diagenetic evolution of siliciclastic intracontinental mesoproterozoic basins : implications for the genesis of unconformity-related uranium deposits
No full textUne étude pétrographique, minéralogique et géochimique des bassins sédimentaires silicoclastiques intracontinentaux protérozoïques de Waterberg (Craton de Kaapvaal, Afrique du Sud), Cariewerloo (Craton de Gawler, Sud de l'Australie), Satakunta et Muhos (Bouclier Fennoscandien, Finlande), reposant en discordance sur un socle paléoprotérozoïque à archéen, a été réalisée. Une comparaison avec d’autres districts du monde d’âge et de lithologie semblables (le bassin d’Athabasca au Canada, le bassin de Kombolgie en Australie et le bassin de Pasha- Ladoga en Russie) auxquels sont associés les gisements d’uranium de type discordance les plus importants. Les études réalisées ont permis de reconstituer la nature des phases détritiques et leur évolution au cours de la diagenèse et des événements hydrothermaux, afin d’évaluer l’intérêt que représentent les sédiments de ces bassins pour l’exploration d’uranium par comparaison avec les bassins fortement minéralisés de l’Athabasca et de Kombolgie. Cette étude montre que les sédiments clastiques de tous ces bassins sont caractérisés par une forte immaturité des matériaux sédimentaires, une forte oxydation, ainsi qu’une diagenèse ou un métamorphisme de haute température. Ces sédiments riches en feldspath potassique et plagioclase avec fréquemment des clastes anguleux résultent d’un transport court depuis une zone source peu soumise à l’altération pédogénétique dans un contexte tectonique très actif, contrairement aux sédiments de l’Athabasca et de Kombolgie. Toutefois, des circulations importantes de fluides ont été mises en évidence au toit des socles des bassins de Cariewerloo et à un degré moins important à Satakunta et à Muhos, comme l’indique l’altération argileuse de ces roches. Cette altération étant toutefois modérée par rapport à celle observée dans les bassins de l’Athabaska et de Kombolgie. Ces circulations de fluides ont conduit à l’altération de zircon, ainsi qu’à la formation de chlorites ferrifères et de carbonates.A mineralogical, petrographic and geochemical study of the proterozoic siliciclastic sedimentary intracontinental basins of Waterberg (Kaapvaal Craton, South Africa), Cariewerloo (Gawler Craton, South Australia), Satakunta and Muhos (Fennoscandian Shield, Finland), unconformably overlying archaean and paleoproterozoic basement, have been characterized and compared with other districts throughout the world similar in age and lithology (the basin of Athabasca in Canada, the basin of Kombolgie in Australia, and the basin of Pasha-Ladoga in Russia) which are associated with uranium ore deposits. The realized study made it possible to reconstitute the nature of the detrital phases and their evolution during diagenesis and hydrothermal events, in order to evaluate the interests that represent the sediments of these basins for the exploration of uranium by reference to strongly mineralized Athabasca and Kombolgie basins. This study shows that the clastic rocks of all of these basins are characterized by a high immaturity of sedimentary materials, a strong oxidation, as well as a diagenesis or a metamorphism of high temperature. These sediments, rich in potassic feldspar and plagioclase with frequently angular clasts, were transported over a short distance from the source area and subjected to a limited pedogenic alteration in a very active tectonic context, contrary to the sediments of the Athabasca and Kombolgie basins. However, significant fluid circulations took place as shown by the presence of an argillaceous alteration on the roof of the basement of the Cariewerloo, Satakunta and Muhos basins, as the argillaceous alteration. This alteration remains however moderate compared to that observed in the Athabasca and Kombolgie basins. These fluid circulations are related to zircon alterations, and essentially to the formation of Fe-chlorite and carbonate
Sodium metasomatism associated to uranium mineralization : examples of Kirovograd - Novoukrainsk district (Ukraine), Kurupung batholith (Guyana) and Espinharas ore deposit (Brazil)
No full textLes gisements uranifères Protérozoïques du batholite du Kurupung (2041 ± 29 Ma) situés au Nord-Ouest du Guyana et du district de Kirovograd - Novoukrainsk (granite de Novoukrainsk daté à 2047 ± 19 Ma) situés en Ukraine sont des occurrences où la minéralisation (présente sous la forme d’uraninite, pechblende, oxyde de U-Ti) est associée à une métasomatose sodique. Elles semblent appartenir à un évènement métallogénique Paléoprotérozoïque majeur nouvellement caractérisé dans le cadre de ce travail, et auquel appartiendraient aussi des minéralisations similaires du Sud marocain et de Lagoa Real au Brésil. Le gisement d’Espinharas situé au Brésil, associé aussi à une métasomatose sodique, présente une minéralisation uranifère principalement visible sous la forme de cristaux de coffinite, d’oxyde d’uranium et d’uranothorite. Cette altération hydrothermale se développe selon différents stades : (i) une albitisation avec remplacement isomorphique de l’orthose et du plagioclase par de l’albite puis une dissolution complète du quartz de la roche ; (ii) une cristallisation d’albite automorphe dans les cavités laissées par le quartz suivie par (iii) une cristallisation de minéraux calciques (calcite, épidote, pyroxène), de minéraux d’uranium (uraninite et/ou pechblende et/ou brannérite et/ou oxyde de U-Ti selon les gisements), de zircons hydrothermaux, de chlorite, et parfois de quartz secondaire. Les études isotopiques (delta18Oalbite compris entre 2,2 et 2,9 ‰ pour les albitites d’Ukraine et delta18Oalbite et delta18Ocalcite compris entre 2,8 et 5,3 ‰ pour des albitites du Guyana) et microthermométriques (Th > 350°C) ont permis de montrer que le fluide hydrothermal responsable de cette altération hydrothermale et de la minéralisation est peu salé et d’origine superficielle. Le fluide hydrothermal est de plus sous-saturé en silice mais sursaturé en Na, U et Zr.The Proterozoic uranium ore deposits of Kurupung batholith (2041 ± 29 Ma, North-West of Guyana) and of Kirovograd - Novoukrainsk (granite dated at 2047 ± 19 Ma, Ukraine) are two occurrences where the mineralization (occurring as uraninite, pitchblende, U-Ti oxide) is associated to sodium metasomatism. These occurrences and also the similar mineralizations of South Morocco and of Lagoa Real (Brazil) seem to belong to a major Paleoproterozoic metallogenic event characterized in this study. The uranium ore deposit of Espinharas (Brazil) is also associated to a sodium mineralization and presents a uranium mineralization mainly occurring as coffinite crystals, uranium oxide and uranothorite. This hydrothermal alteration has different stages: (i) albitization with an isomorphic replacement of orthoclase and plagioclase by albite, following by a complete dissolution of the quartz; (ii) crystallization of euhedral albite in cavities left by quartz leaching, following by (iii) the crystallization of calcic minerals (calcite, epidote, pyroxene), uranium minerals (uraninite and/or pitchblende and/or brannerite and/or U-Ti oxide according the ore deposits), hydrothermal zircons, chlorite, and sometimes secondary quartz. The isotopic study (delta18Oalbite between 2.2 and 2.9 ‰ for Ukraine albitites; delta18Oalbite and delta18Ocalcite are between 2.8 and 5.3 ‰ for Guyana albitites) and the microthermometric study (Th > 350°C) have permit to show that the hydrothermal fluid responsible of this hydrothermal alteration and the mineralization is a surface derived fluid with a less salinity. The hydrothermal fluid is silica under-saturated but over-saturated in Na, U and Zr
Characterization of Archean uranium sources : genetic mechanisms of the oldest uranium deposits (3.0 to 2.2 Ga) and of Paleoproterozoic uraniferous pre-concentrations
No full textLes plus anciens gisements d’uranium connus sur Terre sont les gisements de type paléo-placer hôtes de conglomérats à cailloux de quartz d’âge compris entre 3,09 et 2,2 Ga. Ces gisements représentent les reliques de l’ancienne croûte continentale archéenne maintenant érodée. L’origine de leurs concentrations primaires, correspondant à des accumulations de grains détritiques d’uraninite, est toujours sujette à controverse et la nature et les processus de formation des roches sources archéennes demeurent incertains.Ce travail présente l’analyse minéralogique et géochimique détaillée des minéralisations de différents paléo-placers (Witwatersrand en Afrique du Sud, Elliot Lake au Canada et séries Jatuliennes en Russie) ainsi que de granitoïdes archéens et paléoprotérozoïques enrichis en uranium (séries granitiques calco-alcalines à potassiques du craton de Kénéma Man en Guinée, granites tardi-orogéniques du craton de Pilbara en Australie Occidentale, pegmatite peralumineuse de Tanco du Bouclier Canadien et pegmatites à uraninite du Bouclier Baltique en Finlande et Russie). L’étude comparative de ces roches uranifères échantillonnées tout autour du globe prouve à la fois i) l’existence précoce (>3,1 Ga) de granitoïdes différenciés produits par la fusion partielle d’une croûte pré-enrichie tels que des granites peralumineux ou de type S, ii) nécessairement la présence d’un mécanisme permettant de produire ce type de granites comme les zones de subduction ou de collision générées par le mouvement des plaques tectoniques, iii) l’origine magmatique des uraninites thorifères des paléo-placers, iv) la présence d’une atmosphère réductrice avant 2,2 Ga permettant la préservation des uraninites durant leur transport, v) et finalement l’augmentation de l’oxygène libre dans l’atmosphère paléo-protérozoïque à partir de 2,2 Ga provoquant la disparition des paléo-placers uranifères en faveur de l’altération et de l’oxydation des concentrations préexistantes, de la remobilisation de l’uranium et de la formation de dépôts secondairesThe oldest known uranium deposits on the Earth are the paleoplacer-type deposits hosted in quartz-pebble conglomerates from 3.09 to 2.2 Ga in age. These deposits are representative of the ancient Archean continental crust now eroded. The origin of the primary ores corresponding to accumulation of detrital uraninite is still controversy and the nature and forming processes of the Archean source rocks remain uncertain.This work provides the detail mineralogical and geochemical analysis of mineralization from different paleoplacer-type deposits (Witwatersrand in South Africa, Elliot Lake in Canada and the Jatulian series in Russia) and from Archean and Paleoproterozoic U-enriched granitoids (calco-alkaline to potassic granite series from the Kenema Man Craton in Guinea, late-orogenic granites from the Pilbara Craton in West Australia, the Tanco pegmatite from the Canadian Shield and uraninite bearing pegmatites from the Baltic Shield in Finland and Russia). The comparative study of these worldwide uraniferous rocks prove either i) the existence of highly differentiated granitoids produced by the partial melting of a pre-enriched crust as peraluminous and S-type granites in early time (>3.1 Ga), ii) obviously the presence of an effective mechanism to produce such granites as tectonic plate systems with subduction or collisional zones, iii) the magmatic origin of the thorian uraninites in paleoplacers, iv) the efficiency of a reductive atmosphere prior to 2.2 Ga permitting the preservation of uraninite during transportation, v) and finally the rise of the oxygen-free level in the paleoproterozoic atmosphere providing the disappearance of uraniferous paleoplacers in favour of weathering, oxidation of pre-existing concentrations, remobilization of uranium and formation of secondary deposit
Tungsten and rare-metal (Nb, Ta, Sn) hydrothermal metallogenic systems in the late-variscan orogenic context : example of the French Massif Central
No full textLe tungstène (W) fait partie des « ressources minérales critiques » définies par la Commission Européenne en terme d’approvisionnement pour de nombreuses applications technologiques. Le Massif Central Français (MCF), localisé dans la partie interne de la Chaîne Varisque Européenne, possède un potentiel économique significatif en W (>45 kt WO3) essentiellement sous forme de minéralisations disséminées dans des granites spécialisés ou associées à des systèmes filoniens hydrothermaux péri-granitiques à quartz-wolframite±cassiterite. Le but de cette thèse est (i) de caractériser les sources des fluides et des métaux impliquées dans la formation des minéralisations à W et (ii) de dater ces événements métallogéniques afin de les relier avec l’évolution orogénique de la Chaîne Varisque et notamment avec les événements métamorphiques et magmatiques fini-carbonifères. Ce travail est basé sur l’étude de plusieurs gisements hydrothermaux à W±Sn dans le MCF dans une approche multidisciplinaire combinant pétrographie et minéralogie détaillée, géochimie minérale et isotopique, géochimie en roche totale des granites et roches métamorphiques, géochronologie et étude des inclusions fluides. Les datations U-Pb des wolframites montrent que les minéralisations à W résultent d’événements hydrothermaux distincts sur une période d’au moins 40 Ma, correspondant à trois épisodes géodynamiques majeurs affectant la Chaine Varisque : (i) des minéralisations viséo-namuriennes (333-327 Ma) contemporaines de la compression syn-orogénique et de la mise en place des complexes leucogranitiques peralumineux à 335-325 Ma; (ii) des minéralisations namuro-westphaliennes (315-310 Ma) associées au jeu complexe de conditions compressives et extensives dans les zones internes de la Chaîne Varisque qui caractérise la fin du Carbonifère; (iii) des minéralisations stéphano-permiennes (298-274 Ma) mises en place en contexte post-collisionnel. L’analyse in situ des éléments mineurs et traces dans la wolframite a révélé l’existence de différents types de signatures géochimiques régionales, qui montrent de nombreuses similarités avec celles de granites évolués riches en métaux rares. L’étude détaillée du gisement de Puy-les-Vignes, exemple exceptionnel de minéralisation hydrothermale à W associée à un pipe bréchique, a permis de démontrer la superposition d’un stade à Nb-Ta sur la paragenèse primaire à W, interprété comme la contribution d’un fluide magmatique issu d’une coupole granitique à métaux rares. Ce résultat apparait similaire avec ceux déjà obtenus dans le cas du gisement de W d’Echassières, où le stockwerk à quartz-wolframite de La Bosse est recoupé par le granite à métaux rares de Beauvoir. De même, des aplites et pegmatites à métaux rares impactant les minéralisations à W±Sn ont été mises en évidence à Puy-les-Vignes et à St-Mélany. L’analyse par LA-ICPMS des inclusions fluides du granite de Beauvoir et du stockwerk de la Bosse a permis de caractériser la composition chimique des fluides primaires exsolvés lors de la transition magmatique-hydrothermale et de montrer leurs concentrations très élevées (102-103 ppm) en métaux rares (Sn, W, Nb) et la plus grande mobilité hydrothermale du Nb par rapport à celle du Ta. L’analyse minéralogique et géochimique de minéraux marqueurs des circulations fluides, tels que la tourmaline et les oxydes de titane, apporte de nouvelles évidences sur l’importance du rôle joué par les fluides métamorphiques régionaux précoces pour la mise en place des minéralisations à W-Sn. Enfin, cette thèse apporte des mises au point de développement méthodologique pour l’analyse multi-élémentaire des inclusions fluides et de la wolframite par LA-ICPMS.Tungsten (W) is part of the “critical mineral resources” as defined by the European Commission in terms of supply for several technological applications. The French Massif Central (FMC), located in the internal part of the European Variscan belt, is the host for a significant economic potential in W (>45 kt WO3), mainly as disseminated mineralization in specialized granites or associated with peri-granitic quartz-wolframite±cassiterite hydrothermal vein systems. The aim of this thesis is (i) to characterize the fluids and metals sources involved in the genesis of W mineralization and (ii) to date these metallogenic events in the framework of the orogenic evolution of the Variscan belt, especially in link with the late-Carboniferous metamorphic and magmatic events. This work is based on the study of several W±Sn hydrothermal deposits in the FMC using a multidisciplinary approach combining petrography and detailed mineralogy, mineral and isotope geochemistry, whole-rock geochemistry of granites and metamorphic rocks, geochronology and fluid inclusions study. U-Pb dating of wolframite show that the W mineralization formed during several distinct hydrothermal events in a period of at least 40 Ma, corresponding to three major geodynamic episodes affecting the Variscan belt: (i) Visean-Namurian (333-327 Ma) mineralization coeval with the syn-orogenic compression and the emplacement of peraluminous leucogranitic complexes at 335-325 Ma; (ii) Namurian-Westphalian (315-310 Ma) mineralization associated with a complicated setting characterized by coeval compressive and extensive conditions in the internal zones of the Variscan belt, typical of the late-Carboniferous; (iii) Stephanian-Permian (298-274 Ma) mineralization emplaced in post-collisional context. In situ analysis of minor and trace elements in wolframite showed the existence of different types of regional geochemical signatures, which share several similarities with those from rare-metal-rich evolved granites. The detailed study of the Puy-les-Vignes deposit, an exceptional case of hydrothermal W mineralization associated with a breccia pipe, allowed to demonstrate the superposition of a Nb-Ta stage on the primary W paragenesis, which is interpreted as the contribution of a magmatic fluid derived from a rare-metal granitic cupola. This result appears similar with those already obtained in the Echassières W deposit, where the La Bosse quartz-wolframite stockwork is cut by the Beauvoir rare-metal granite. Similarly, rare-metal aplites and pegmatites overprinting W±Sn mineralization have been shown in the Puy-les-Vignes and St-Mélany deposit. LA-ICPMS analysis of fluid inclusions from the Beauvoir granite and the La Bosse stockwork allowed to characterize the chemical composition of the primary fluids exsolved during the magmatic-hydrothermal transition and to show their very high concentrations (102-103 ppm) in rare-metals (Sn, W, Nb), and the higher hydrothermal mobility of Nb compared to Ta. Mineralogical and geochemical analyses of minerals markers of fluid circulations, such as tourmaline and titanium oxides, bring new evidences of the important role played by the early regional metamorphic fluids in the emplacement of W-Sn mineralization. Finally, this thesis gives new methodological developments for the multi-element analysis of fluid inclusions and wolframite by LA-ICPMS
Histoire magmatique et mobilité élémentairedans le leucogranite hercyniende Guérande, Massif Armoricain : implicationsur la minéralisation en U.
No full textInternational audienceDans la chaîne hercynienne, la majorité des minéralisations en uraniumest associée aux granites peralumineux tardi-carbonifères (Cuney et al.,1990). C’est le cas dans le Massif Armoricain où l’on distingue troisdistricts uranifères spatialement associés aux leucogranites de Pontivy,Mortagne et Guérande (20% de la production française d’uranium). Leleucogranite de Guérande, mis en place à c.a. 310 Ma (Ballouard et al.,cette étude) en contexte extensif (Gapais et al., 1993) dans la zone suddu Massif Armoricain, est associée au niveau de sa zone apicale au gisementd’uranium de Pen Ar Ran : un gîte filonien périgranitique situédans une zone déformée au contact entre des métavolcanites acides etdes schistes noirs.Les données géochimiques récemment acquises sur le granite de Guérandeindiquent que son histoire magmatique est contrôlée par un processusde cristallisation fractionnée, et montrent un comportement complexede l’uranium (U) suggérant deux stages d’évolution : un premiercaractérisé par une augmentation de la teneur en U des échantillons etinterprété comme magmato-hydrothermal puis un second associé à unebaisse de la teneur en U interprété comme reflétant un lessivage desoxydes d’uranium de la zone apicale du granite lors d’une interactionavec des fluides oxydants. L’uranium ainsi lessivé aurait pu alors précipiterdans le milieu réducteur constitué par les schistes noirs environnantspour former le gisement de Pen Ar Ran.Afin de vérifier ce scenario, des analyses en isotopes stables, inclusionsfluides et géochronologiques sur le granite et les minéralisations sont encours
Physicochemical and crystal-chemical controls on accessory mineral paragenesis in granitoids : implications for uranium metallogenesis
No full textApatite and zircon are the most common accessories stable in almost all types of magmatic rocks. For other accessory minerals chemical, crystal-chemical and physical parameters control their stability and abundance at the magmatic stage. Chemical parameters : initial trace element contents of the magma, trace-element ratios during magmatic evolution, CaO content of the magma, silica-oversaturation, and peralkaline index, are the most important ones. Physical parameters (P, T, fO2) controls are generally less critical. All these parameters allow deduction of the crystallization logic of accessory minerals in three main types of granites frequently enriched in uranium : high-Ca metaluminous granites, low-Ca peraluminous granites and peralkaline granites. Low-Ca peraluminous granites, with uranium content higher than Clarke values, are the most favorable ones for the crystallization of a large part of initial magmatic uranium content as easily leachable uraninite. This mineral represents the most important source for intra- and perigranitic vein type deposits. Other uranium-rich granites may act as a source when they are sufficiently old to allow uranium liberation from the lattice of refractory accessory silicates. The most differentiated liquids of peralkaline complexes exceptionally lead to economic to subeconomic uranium mineralizations.L'apatite et le zircon sont les minéraux accessoires les plus communs, stables dans pratiquement tous les types de roches magmatiques. Pour les autres minéraux accessoires, par contre, leur stabilité et leur abondance au stade magmatique sont contrôlées par des paramètres chimiques, cristallochimiques et physiques. Les paramètres chimiques : teneur initiale en éléments traces du magma, rapport des teneurs entre éléments traces pendant l'évolution magmatique, la teneur en CaO du magma, la sursaturation en silice et l'indice de peralcalinité, sont les plus importants. Les paramètres physiques, P, T, fO2 ont une influence plus restreinte. Tous ces paramètres permettent de déduire une logique de cristallisation des minéraux accessoires dans trois principaux types de granites riches en uranium : les granites métalumineux riches en Ca, les granites peralumineux hypocalciques et les granites peralcalins. Les granites peralumineux hypocalciques présentant des teneurs en uranium supérieures à celles du clarke sont les plus favorables pour l'expression sous forme d'uraninite facilement lessivable, d'une large proportion de leur stock d'uranium initial. Ces minéraux représentent la source d'uranium la plus importante pour les gisements de type filonien intra- ou périgranitiques. Les autres types de granites riches en uranium peuvent fonctionner comme des sources, s'ils sont suffisamment anciens, afin de permettre, par métamictisation, la libération de l'uranium du réseau des minéraux accessoires silicatés réfractaires. Les liquides résiduels hyper-différenciés des complexes peralcalins donnent exceptionnellement naissance à des concentrations d'uranium économiquement intéressantes.Cuney Michel, Friedrich Marc. Physicochemical and crystal-chemical controls on accessory mineral paragenesis in granitoids : implications for uranium metallogenesis. In: Bulletin de Minéralogie, volume 110, 2-3, 1987. Les mécanismes de concentration de l'uranium dans les environnements géologiques
Felsic magmatism and uranium deposits
No full textInternational audienceThe strongly incompatible behaviour of uranium in silicate magmas results in its concentration in the most felsic melts and a prevalence of granites and rhyolites as primary U sources for the formation of U deposits. Despite its incompatible behavior, U deposits resulting directly from magmatic processes are quite rare. In most deposits, U is mobilized by hydrothermal fluids or ground water well after the emplacement of the igneous rocks. Of the broad range of granite types, only a few have U contents and physico-chemical properties that permit the crystallization of accessory minerals from which uranium can be leached for the formation of U deposits. The first granites on Earth, which crystallized uraninite, dated at 3.1 Ga, are the potassic granites from the Kaapval craton (South Africa) which were also the source of the detrital uraninite for the Dominion Reef and Witwatersrand quartz pebble conglomerate deposits. Four types of granites or rhyolites can be sufficiently enriched in U to represent a significant source for the genesis of U deposits: peralkaline, high-K metaluminous calc-alkaline, L-type peraluminous and anatectic pegmatoids. L-type peraluminous plutonic rocks in which U is dominantly hosted in uraninite or in the glass of their volcanic equivalents represent the best U source. Peralkaline granites or syenites are associated with the only magmatic U-deposits formed by extreme fractional crystallization. The refractory character of the U-bearing minerals does not permit their extraction under the present economic conditions and make them unfavorable U sources for other deposit types. By contrast, felsic peralkaline volcanic rocks, in which U is dominantly hosted in the glassy matrix, represent an excellent source for many deposit types. High-K calc-alkaline plutonic rocks only represent a significant U source when the U-bearing accessory minerals (U-thorite, allanite, Nb oxides) become metamict. The volcanic rocks of the same geochemistry may be also a favorable uranium source if a large part of the U is hosted in the glassy matrix. The largest U deposit in the world, Olympic Dam in South Australia is hosted by highly fractionated high-K plutonic and volcanic rocks, but the origin of the U mineralization is still unclear. Anatectic pegmatoids containing disseminated uraninite which results from the partial melting of uranium-rich metasediments and/or metavolcanic felsic rocks, host large low grade U deposits such as the Missing and Husab deposits in Namibia. The evaluation of the potentiality for igneous rocks to represent an efficient U source represents a critical step to consider during the early stages of exploration for most U deposit types. In particular a wider use of the magmatic inclusions to determine the parent magma chemistry and its U content is of utmost interest to evaluate the U source potential of sedimentary basins that contain felsic volcanic acidic tuffs
Brine-rock interaction in the Athabasca basement (McArthur River U deposit, Canada): consequences for fluid chemistry and uranium uptake
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Genesis of roll front and tabular-type deposits in the Erlian Basin (China)
No full textLe bassin d'Erlian localisé au NE de la Chine s'est développé au cours de l'extension continentale de la fin du Mésozoïque en Asie de l'Est. Le socle sur lequel il repose correspond à la partie orientale de la ceinture orogénique centre asiatique. Les granites indosiniens (236.8±5.8 Ma) étudiés, proviennent d'une série magmatique calco-alcaline fortement potassique dérivée de la fusion partielle d'un manteau enrichi (143Nd/144Ndi faible; epsilon Nd(t) négatif) et correspondent à des sources majeures d'U. Les systèmes fluviatiles en tresse qui dominent au cours de l'épisode post-rift du bassin, sont des environnements favorables au dépôt des sables réduits qui constituent les pièges pour les minéralisations U. Les sédiments post-rifts contiennent des concentrations syn-sédimentaires significatives en U, principalement adsorbé aux minéraux argileux. Celles-ci sont ensuite redistribuées quasi in situ au cours de l'évolution diagénétique des sédiments, s'exprimant sous forme de coffinite et de pechblende (e.g. Nuheting). La MO contenue dans ces sédiments est d'origine continentale et correspond à un kérogène de type IV immature. Enfin, le gisement roll front de Bayinwula se caractérise par un modèle biogénique. Dans la zone à pyrite, la MO est dégradée par des bactéries sulfato-réductrices. La production de H2S contribue à la dissolution des oxydes de fer/titane qui sont progressivement remplacés par la pyrite (de même que la MO), caractérisée par une signature delta 34S très négative. L'U porté par ces oxydes et la MO est libéré et peut alors être lessivé par les fluides oxydants. Le H2S produit favorise la réduction de l'U qui précipite au front sous forme de coffinite et de ningyoiteThe Erlian Basin located in NE China developed during the late Mesozoic continental extension in eastern Asia. This basin lies on a basement corresponding to the eastern part of the Central Asia Orogenic Belt. Indosinian magmatism (236.8±5.8 Ma) is widely represented by high-K calcalkaline granites derived from an enriched mantle (low 143Nd/144Ndi; negative epsilon Nd(t)) and correspond to major U sources. Braided fluvial systems of post-rift sediments of the Erlian Basin correspond to favorable sedimentary conditions for the genesis of permeable and reduced sandstones. Post-rift sediments contain significant synsedimentary U concentrations, mainly adsorbed on clay minerals. These pre-concentrations are redistributed in situ, during the diagenetic evolution, and mineralized as coffinite and pitchblende replacing pyrite or pyritized OM (e.g. Nuheting). The OM occurring within these sediments is mainly terrigenous and corresponds to kerogens of type IV, thermally immature. Finally, the roll front-type Bayinwula deposit is characterized by a biogenic model involving reactions between OM, U-rich Fe/Ti oxides and sulfate-reducing bacteria. In the pyrite zone, the OM is degraded by bacteria and replaced by pyrite. H2S production contributes in the dissolution of Fe/Ti oxides that are progressively epigenized into pyrite, characterized by strongly negative values of delta 34S. U concentrations from Fe/Ti oxides and OM are liberated and can be leached by oxygenated groundwater. H2S creates a reducing barrier contributing in the reduction of uranium that precipitates at the redox front as coffinite and ningyoit
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