Cours de Gîtes Métallifères et Métallogénie

Salah Bouhlel

Faculté des Sciences de Tunis,
Département des Sciences de la Terre

salah.bouhlel@fst.rnu.tn

 

 

Copyright © 1995-2010 

 

Dernière mise à jour : Octobre 2010


Un polycope incluant les figures est disponible Chez Zohra Services (Center Alissa 2ème étage)

 

AVERTISSEMENT

Ces notes de cours constituent un document préliminaire encore en chantier.

Ce cours s’adresse aux étudiants en géologie (IGS4, ST3) des Facultés des Sciences et des écoles d’ingénieurs. Il présente la définition des minerais, des fluides minéralisateurs,  les processus métallogéniques et la classification des gîtes métallifères. 

Pour suivre convenablement ce cours, les étudiants doivent être familiers avec les minéraux communs, leurs compositions, leurs altérations et leurs conditions de mise en place.

Il est considéré comme pré-requis  les connaissances de base en géologie générale, chimie, minéralogie et pétrologie cristalline. 

 

Se procurer le document et lire la leçon avant d’assister aux présentations ppt. Il n’y aura pas de séances de dictée. Certaines figures seront ajoutées pendant les séances du cours ou des TP-TD.

En classe chaque leçon est illustrée par une présentation powerpoint. Le cours est subdivisé en 20 leçons, à un rythme d’une leçon par 1H.

 

1. Introduction : Définitions ; classification des matières premières et classification morphologique des gîtes minéraux 
2. Fluides Magmatiques
3. Fluides hydrothermaux (types, transport, précipitation, textures des dépôts)
4. Altérations  hydrothermales
5. Paragenèse, séquences paragénétiques ; zonaltés
6. Inclusions fluides et métallogénie
7. Classifications des gîtes métallifères
8. Les gîtes liés au magmatisme mafique et ultramafique (LMI ;  Titane dans anorthosite ; Carbonatites à Nb, Zr, Ti, U, Th ; kimberlites et lamproïtes à diamant)
9. Les gîtes du plutonisme felsique (Pégmatites, Porphyres, Skarnes, Mantos)
10. Les gîtes épithermaux associés au volcanisme aérien felsique (Or, Argent, ..)
11. Les gîtes du volcanisme sous-marin ("Volcanic-Hosted Massive Sulfides") (VHMS)
12. Gisements liés à une sédimentation chimique (BIF, Ironstones ; Mn)
13. Gisements de Pb-Zn de type Sedex (Mt Isa et Broken Hill)
14. Gisements stratiformes de cuivre dans pelites (Coper Belt et Kupefershifer)
15. Gisements dans des grès et conglomérats (Uranium, IOCG, Witwaterstrand gold deposits)
16. Gisements épigénétiques dans des carbonates (MVT Pb-Zn deposits) ;
17. Gîtes métallifères de la Tunisie

18.   Gisements liés à métamorphisme régional et tectonique cassante : Au dans zone de cisaillement ; Filons quartz aurifère (low sulfidation gold) ;

    19.  Gisements filoniens (Ag-Pb-Zn ; Pb-Zn-Ba-F ; filon à cobalt)

    20. Gîtes liés aux altérations météoriques

Les controles continus et les examens portent sur le présent document (50%), les illustrations pendant les séances du cours (30%) et les TD-TP (20%)

 

Prés-requis : (disponibles sur le site http://salahbouhlel.fr.gd/)

·         Cours de minéralogie

. Métallographie et Atlas métallographique

 

Ouvrages de références:

Jébrak, C. 2001 : Manuel de Gîtologie – Notes de cours de l’UQAM, Montréal, Canada, Site Internet : http://www.ideas.uqam.ca/~sct/gitologie/mjg0.htm

Baudoin G. (2005) Gîtologie et métallogénie (2005) – Manuel de cours Université Laval, Canada, Site Internet : http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/beaudoin/Cours.html

Fontboté L. (199) Gîtes métallifères (1999) Notes de cours G3 (non publiées) http://un2sg4.unige.ch/athena/mineral/minlinks.html

Cox, D.P. et Singer, D.A. éditeurs (1986). Mineral deposits. U.S.G.S. Bull., 1693, 379 p.

Guilbert, J.M. et Park C.F. Jr. (1986) The geology of ore deposits. W.H. Freman and co, 985 p.

Kirkham, R..V., Sinclair, W.D., Thorpe, R. et Duke, J.M. (1995) Mineral deposit modeling. Geological Association of Canada, Spec. Pub, 798 p.

Laffitte, P., Permingeat, F., Routhier, P. (1965) Cartographie métallogénique, métallotecte et géochimie régionale. Bull. Soc. Française Minéralogie et Cristallographie, 87: 3-6.

Lindgren, W. (1933) Mineral deposits, 4ème ed., New York: McGraw-Hills, 930 p.

Michel, H., Permingeat, F., Routhier, P., Pélissonnier, H. (1964) Propositions concernant la définition des unités métallifères. Comm. Scientifique à de géologique du monde. 22th Int. Geol. Congre., New Dehli, p. 149-153.

Mitchell A.H.G. et Garson, M.S. (1981) Mineral deposits and global tectonic setting. Academic Press geology series, 405 p.

Routhier, P. (1963) Les gisements métallifères. Géologie et principes de recherche, 2 vol., Masson et Cie, Paris.

Routhier P. (1980) Où sont les métaux de l'avenir ? Les provinces métalliques. Essai de métallogénie globale. Mem. BRGM 105, 410p.

 

 

 

Avant-Propos

Ce cours s’adresse aux étudiants de deuxième cycle en géologie et présente les principes fondamentalaux de la localisation et la genèse des gîtes minéraux. Il est considéré comme pré-requis  les connaissances de base en géologie générale, chimie, minéralogie et pétrologie cristalline et sédimentaire.  Pour suivre convenablement ce cours, les étudiants doivent être familiers avec les minéraux communs, leurs compositions, leurs altérations et leurs conditions de mise en place.

 Les ressources minérales constituent un domaine économique important. Dans les pays les plus développés, l'industrie minière connaît une récession depuis une dizaine d'années, à la fois du fait de la découverte de gisements de plus en plus riches dans les pays du Sud et de contraintes sociales et environnementales de plus en plus marquées. Le recyclage vient maintenant concurrencer la cueillette des métaux. Par contre, dans les pays moins avancés, l'industrie minière reste un des moteurs importants du développement économique, malgré un manque de capitaux et de compétences locaux.

 

L’étude des gîtes minéraux fait appel à l’ensemble des disciplines des Sciences de la Terre, aussi bien sur le terrain qu’en laboratoire.

Sur le terrain, les principales questions à résoudre sont la nature et la géométrie des minéralisations, leurs relations spatiales avec l’encaissant (conformité ou discordance), l‘établissement de chronologie de la mise en place de la minéralisation et l’insertion des minéralisations dans l’histoire géologique locale et régionale.

Les methodes de terrain sont donc, la stratigraphie, la cartographie, à une échelle détaillée (1/1000 à 1/10 000), la tectonique, la mineralogie descriptive, la petrologie des roches, la geophysique, etc..

En laboratoire, les méthodes utilisées devront répondre à des besoins de description détaillée des objets géologiques et miniers et à une compréhension de la genèse des concentrations.

La partie descriptive s’appuiera en particulier sur :

Une minéralogie détaillée des minerais (métallographie) afin d’établir la position des substances économiques par rapport aux roches encaissantes et l’ordre de mise en place des minéraux (paragenèse et séquences paragénériques).

La nature des altérations peut être reconnue par les assemblages minéralogiques et par des études détaillées des minéraux et par des bilans de masse, basés sur des analyses chimique (majeurs, traces),

Les relations chronologiques entre minéralisations, altérations et encaissants constitueront également un élément fondamental à éclaircir, en utilisant par exemple les textures de dépôt.

La reconstitution de la genèse des minéralisations portera sur les conditions de dépôt, de transport et la nature de la source des éléments :

Détermination de l’âge de la minéralisation, par rapport à l’encaissant et à l’évolution géologique, puis d’une manière absolue (chronomètres isotopiques).

Les conditions de transport et de dépôt pourront être approchées par l’étude des inclusions fluides, les équilibres minéralogiques des minéralisations et des altérations, la géothermométrie isotopique et l’analyse microtectonique.

La recherche des sources fait appel à la géochimie des éléments en trace, les inclusions fluides et la géochimie isotopique.

L’élaboration d’une synthèse peut s’effectuer au sein d’un modèle descriptif  ou d’un modèle génétique exprimant les processus génétiques.

La mise au point de guides de prospection constitue les éléments décisifs qui permettent de valider les résultats de la recherche.

 

 

Introduction

 

On distingue les 3 grands types de fluides suivants (Fig. 1.1 et 1.2):

-           Fluides superficiels (eau de pluie, eaux de mer, eaux souterraines proches de

      la surface, "shallow groundwater")

-          Fluides hydrothermaux d'origines diverses (p. e. "météoriques évolués", produits lors de processus d’immiscibilité magmatique, fluides métamorphiques.

 

     -     Magmas.

Les figures 1.1 et 1.2 illustrent des exemples de différents types de fluides et des grands types de gisements dont nous discuterons pendant le cours.

 

Les magmas et les fluides hydrothermaux sont les principaux fluides participant à la formation des gisements métallifères (Fig. 1.2). Les fluides superficiels peuvent aussi former certains types de gisements (ex : bauxites et autres gisements dits "résiduels". En plus, les fluides superficiels peuvent enrichir des gisements existants, ce qui joue un rôle très important du point de vue économique.