Les paléofluides de la fin de la collision varisque : Evolution pression-température-composition et rôle métallogénique. Une étude pluridisciplinaire des districts à Au d'Europe occidentale - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2001

Les paléofluides de la fin de la collision varisque : Evolution pression-température-composition et rôle métallogénique. Une étude pluridisciplinaire des districts à Au d'Europe occidentale

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Abstract

Fluid circulations associated with the formation of gold deposits in western Europe (Castromil in North west Iberia, Moulin de Cheni in the French Massif Central, and Petra-kova Hora in Bohemian Massif) have been studied in order to reconstruct the P-T evolution at the end of the variscan orogeny and to understand the mass transfer occurring during the associated metallogenesis crisis. A general model of formation of gold deposits in the variscan belt from western Europe has been established. Two major stages have been defined: -The mesozonal stage: The formation of the quartz structures occurs at temperatures in the range of 450-550°C at 8-12 km depth along 100 m to 10 km-scale faults which constituted draining zone for fluid circulations at that stage. Fluids are aqueous-carbonic with moderate salinity. CO2 is always the dominant species and CH4 content is controlled by the equilibrium between fluids and graphite. Isotopic data indicate that fluids lost their signature due to chemical interactions with the host metamorphic rocks at high temperature. -The epizonal stage: The uplift around 5-6km and decompression processes yield to change in the pressure regime (lithostatic to hydrostatic conditions). An important microfracturing allow the circulation of aqueous fluids having moderate salinity at temperature higher than 350°C either in the quartz structures and in the host rocks. These fluids are probably issued from aqueous-carbonic fluids having lost their gas compound during decompression events. Mixing process occurs with fluid of surficial origin having meteoric signatures and yie1ds to the destabilisation of gold complex at temperature around 250°C. Gold precipitation occurs preferentially within sulphides, which have previously been microfractured. Their surfaces are considered as efficient traps thanks to electrochemical phenomena. Mass transfer associated to the formation of gald deposits can be described at two different scales: 1) locally, Fe, Ca and K are mobilised from biotites and plagioclases from the host rocks. Important quantity of sulphides precipitated thanks to the Fe supply. 2) at the scale of the different lithologies for elements like As, S and Sb. The rocks hosting the mineralisations do not exhibit anomalous Au contents (except Paleozoic rocks of the Vila Pouca de Aguiar district in north-Portugal). However, absence of anomalous Au contents does nat preclude ore formation by remobilisation of gold from host rocks as gold is very soluble in fluids at high temperature (>400°C). Suitable conditions for gold scavenging occurred during the general decompression of the metamorphic unit (e.g. during the uplift) associated to intense brittle microfissuring. The increasing permeability induce large fluid percolations in host rocks allowing the gold remobilisation and the ore deposit formation.
Les circulations de fluides associées à lâ formation de gisements aurifères en Europe occidentale (Castromil dans le Nord-ouest du Massif Ibérique, Le Moulin de Cheni dans le Massif Central Français et Petnickova Hora dans le Massif Bohémien) ont été étudiées afin de reconstituer l'évolution P-T à la fin de la collision varisque et de comprendre les processus de transfert de matière au cours d'une crise métallogénique majeure. Les résultats de cette étude ont conduit à l'élaboration d'un modèle unitaire de formation des gisements d'or néo-varisque en Europe de l'ouest, en deux grands stades : -Stade mésozonal : formation de structures quartzeuses à des températures de 450 à 550°C et à des profondeurs de 8 à 12 km le long d'accidents hectométriques à décakilométriques. Ces accidents constituent les uniques zones de drainage pour les fluides à ce stade. Les fluides associés à ces filons quartzeux sont aquo-carboniques et modérément salés. Le C02 est toujours le gaz dominant et la quantité de CH4 présente est contrôlée par l'équilibre entre le fluide et le graphite. Les données isotopiques indiquent que ce fluide a perdu sa signature originelle par interaction avec l'encaissant métamorphique à haute température. -Stade épizonal : remontée du bâti jusque 5 à 6 km. La décompression des unités entraîne le passage à lm régime hydrostatique. Une importante microfissuration conduit à la percolation de fluides aqueux modérément salés à des températures supérieures à 350°C aussi bien dans l'encaissant que dans les structures quartzeuses. Ces fluides sont probablement issus des fluides aquo-carboniques ayant perdu leur phase gazeuse au cours de la décompression. La connexion avec un réservoir contenant des fluides d'origine superficielle (températures plus faibles, salinités moindre et caractère plus oxydant) provoque, au cours du mélange, la déstabilisation des complexes transportant l'or et son dépôt à des températures de l'ordre de 250°C. La précipitation se fait préférentiellement au contact des sulfures précoces microfissurés dont les surfaces peuvent jouer sur l'efficacité du piégeage à travers des phénomènes électrochimiques. Les transferts de matière associés à la formation des gisements se sont fait à deux échelles : i) à l'échelle locale pour des éléments comme Fe, K et Ca, remobilisés à partir des biotites et des plagioclases de l'encaissant prochè dont l'altération conduit à la précipitation de sulfures et de sulfoarséniures ; ii) à l'échelle des unités lithotectoniques au moins pour As, S et Sb. Les unités encaissant les minéralisations ne présent~nt généralement pas de teneurs anomales en or (à l'exception des formations Paléozoïques de la région de Vila Pouca de Aguiar au Portugal). La comparaison avec d'autres gisements montre cependant que cette absence de préconcentration n'est cependant pas en contradiction avec une formation des gisements par remobilisation de l'or ,à partir de l'encaissant. En effet, les données de la littérature- montrent que l'or a une grande solubilité à haute température (>400°C) dans des fluides semblables à ceux qui sont observés dans les gisements varisques et que des quantités importantes peuvent êtres ainsi extraites si les circulations se font en continu. Les conditions favorables à l'extraction de l'or ont été réunies au moment de la décompression des unités associée à la remontée du bâti et de l'intense microfissuration due aux mouvements tectoniques.
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tel-01746853 , version 1 (29-03-2018)

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Cite

Jean Vallance. Les paléofluides de la fin de la collision varisque : Evolution pression-température-composition et rôle métallogénique. Une étude pluridisciplinaire des districts à Au d'Europe occidentale. Sciences de la Terre. Université Henri Poincaré - Nancy 1, 2001. Français. ⟨NNT : 2001NAN10186⟩. ⟨tel-01746853⟩
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