Fluides et fracturations dans les gisements de type porphyre et épithermal - Université de Lorraine Access content directly
Theses Year : 2000

Fluides et fracturations dans les gisements de type porphyre et épithermal

Abstract

In metallogeny, it is now obvious that fluids are the main vectors of metals and that fluids and deformations are closely associated in the mineralizing processes. This work deals about this two main aspects in the porphyry and epithermal environment. Fluid studies, realised in the epithermal district of Shila (SW Peru), allow to state a mineralizing model at the district scale. The differences observed in the PVT properties of the fluids seem to explain the different types and styles of mineralization. At Apacheta, studies of the vertical evolution of the physico-chemical parameters of the fluids in parallel to the mineralization show that differences, observed between deep levels (Pb-Zn) and shallower levels (AuAg), is directly linked to a fractionation of gases present in fluids during a boiling event. The geochemistry (crush-leach) of the fluids associated to this type of mineralization in various districts (Shila, Pero; Baia Mare and Apuseni Moutains, Romania; Pongkor, Indonesia) are similar whatever their geodynamic context and are comparable with the fluids associated to geothermal systems. Analyses of fracture networks has been realised at macroscopic scale on different (mineralized or not) vein systems. They allow in a first time to establish a new methodology to characterize paleostresses taking into account the influence of the fluid pressure. Applied on the Soultz-sous-Forêts vein system, this method gives realistic paleostress magnitudes linked to the reopening of quartz veins. The mineralized stockwerk of the Rosia Poieni porphyry copper (Apuseni Mts, Romania) has been chosen for a statistical and hydraulic characterization in order to understand how mineralized vein system evolve and grow. A 1D sampling of the stockwerk has been realized on 2000 fractures distributed on five levels of the open pit (910, 940, 1000, 1045 and 1060 ml. Various statistical analyses has been applied and heterogeneities observed in the stockwerk (metric scale) express directly variations in the copper content. Statistical description of the stockwerk properties seems thus to be a very powerful prospective tool. Estimation of hydraulic conductivities developed by veins has been realized and show equally heterogeneities at the quarry scale. The mean permeability developed by all the veins on each profile decrease from the deeper and more mineralized level (910m) to the highest level (1060m). High permeabilities developed on the 910 m profile are linked to the presence of major drains and the clustered organization of veins. The level 1060 m, characterized by numerous and thin veins with a homogeneous spatial repartition, develop a more pervasive permeability.
En métallogénie, il est admis depuis longtemps que les fluides sont les principaux vecteurs des métaux et que fluides et déformations sont étroitement associés dans le déroulement des processus minéralisateurs. Ce travail aborde ces deux principaux aspects en environnement porphyre et épithermal où de nombreuses inconnues subsistent en ce qui concerne les processus minéralisateurs, l'origine dès fluides minéralisateurs ainsi que le rôle joué par les drains de cas fluides à savoir les fractures. L'étude des fluides réalisée dans le district épithermal de Shila (SW Pérou) a permis de proposer un modèle de minéralisation pour l'ensemble des gisements du district. Les différences observées dans la nature des fluides et dans leurs propriétés PVT semblent expliquer les différents types et· styles de minéralisation. A Apacheta, l'étude de l'évolution verticale des paramètres physico-chimiques des fluides en parallèle de la minéralisation montre que la différence de minéralisation observée entre les niveaux profonds (Pb-Zn) et plus superficiels (Au-Ag) est lié à un fractionnement des gaz présents dans les fluides lors d'un phénomène d'ébullition. L'étude de la géochimie des fluides (crush-leach) associés à ce type de minéralisation dans différents districts (Shila, Pérou; Baia Mare et Monts Apuseni, Roumanie, Pongkor, Indonésie) montre que ces fluides présentent des chimies comparables quel que soit leur contexte géodynamique. Ces compositions sont également similaires aux fluides associés aux systèmes géothermiques. Des analyses des propriétés de réseaux de fractures ont été réalisé à échelle macroscopique sur des systèmes de veines qu'elle soient minéralisées ou non. Elles ont permis dans un premier temps d'établir une nouvelle méthode pour caractériser des paléocontraintes en tenant compte de l'influence de la présence de fluides. Appliquée sur le réseau de veines de Soultz-sous-Forêts, cette méthode donne des valeurs réalistes de paléocontraintes à l'origine de la réouverture d'un système de veines en présence de fluides.Différentes techniques d'études géométriques et statistiques permettant la caractérisation des propriétés d'un réseau de fractures ont également été appliquées sur le stockwerk minéralisé du porphyre cuprifère de Rosia Poienî (Roumanie). Les hétérogénéités constatées dans les caractéristiques du stockwerk (à l'échelle métrique) semblent se traduire directement pas des variations dans les teneurs en cuivre. La description statistique des propriétés du stockwerk minéralisé semble être un outil prospectif très intéressant. La caractérisation des propriétés hydrauliques des veines. constitutives du stockwerk met également en évidence des hétérogénéités à l'échelle de la carrière. Les niveaux les plus profonds et les plus minéralisés sont dominés par des perméabilité de drains et une organisation de veines en clusters. Les niveaux les plus superficiels développent quant à eux de faible perméabilité de fissures, sans drains majeurs entraînant de ce fait une perméabilité pervasive dans la masse.
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tel-01746849 , version 1 (29-03-2018)

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Cite

Anne-Sylvie André-Mayer. Fluides et fracturations dans les gisements de type porphyre et épithermal. Sciences de la Terre. Université Henri Poincaré - Nancy 1, 2000. Français. ⟨NNT : 2000NAN10176⟩. ⟨tel-01746849⟩
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