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AVERTISSEMENT Ce document est le fruit d'un long travail approuvé par le jury de soutenance et mis à disposition de l'ensemble de la communauté universitaire élargie. Il est soumis à la propriété intellectuelle de l'auteur. Ceci implique une obligation de citation et de référencement lors de l’utilisation de ce document. D'autre part, toute contrefaçon, plagiat, reproduction illicite encourt une poursuite pénale. Contact : ddoc-theses-contact@univ-lorraine.fr LIENS Code de la Propriété Intellectuelle. articles L 122. 4 Code de la Propriété Intellectuelle. articles L 335.2- L 335.10 http://www.cfcopies.com/V2/leg/leg_droi.php http://www.culture.gouv.fr/culture/infos-pratiques/droits/protection.htm ~t. ......omnnm ne m uocumemauon Il\ PL Nancy-Bmbois INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE LORRAINE (INPL) CENTRE DE RECHERCHES SUR LA GEOLOGIE DES MATIERES PREMIERES MINERALES ET ENERGETIQUES (CREGU) THE SE présentée à L'INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE LORRAINE pour l'obtention du titre de DOCTEUR DE L'INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE LORRAINE en "GEOSCIENCES ETMATIERES PREMIERES" par Ahmed BARAKAT PERCOLATIONS FLUIDES ET TRANSFERTS DE METAUX: LES GISEMENTS D'OR INTRAGRANITIQUES D'EUROPE DE L'OUEST (CORCOESTO, TOMINO (GALICE), MOKRSKO (REPUBLIQUE TCHEQUE)) Soutenue publiquement, le 14 Septembre 1995 devant la commission d'examen Membres du Jury MM. B. POTY, Directeur de Recherches au CNRS, CREGU Président M. CATHELINEAU, Directeur de Recherches au CNRS, CREGU Directeur de Thèse B. MOINE, Directeur de Recherches au CNRS, Université de Toulouse Rapporteur F. NORONHA, Professeur, Université de Porto, Portugal Rapporteur D. BANKS, Chercheur, Université de Leeds, Grande Bretagne Examinateur Mmes M.C. BOIRON, Chargée de Recherches au CNRS, CREGU Examinateur A.M. BOULLIER, Directeur de Recherches au CNRS, CRPG, Nancy Examinateur AVANT-PROPOS Au terme de ce travail, je tiens à remercier Monsieur Bernard Poty qui m'a accueilli au CREGU, m'a permis d'utiliser tous les moyens dont dispose son laboratoire et a accepté de présider le jury de thèse. Je suis très reconnaissant à mon directeur de thèse, Monsieur Michel Cathelineau de m'avoir proposé un sujet de thèse passionnant et motivant et d'avoir suivi de très près ce travail. Marie Christine Boiron ne m'a pas épargné d'aide ni de conseils tout au long de mes quatre années au CREGU, qu'elle trouve ici exprimés, mes vifs remerciements. Je remercie Madame A. M. Boullier et MM. B. Moine, F. Noronha et D. Banks d'avoir accepté de juger ce travail. Ce travail a été réalisé grâce au concours des compagnies minières dont je tiens à remercier les géologues et les responsables pour avoir permis les échantillonnages, et pour leur aide scientifique et technique, notamment : - la compagnie Rio Tinto Minera s.a. qui a facilité l'échantillonnage des sondages carottés et des zones de prospection de Corcoesto. - l'Instituto Tecnologico y Geominero de Espana (ITGE), en particulier MM. Urbano et Toyos qui ont permis l'accès au site de Tomino, et ont fourni de nombreux documents. Le travail réalisé en Espagne s'intègre dans le cadre d'un contrat de la Communauté Européenne, Brite-Euram. Certaines parties de ce travail ont été soutenues par l'ATP "Métallogénie des métaux de haute technologie" du PIRSEM. -la compagnie Geoindustria, et en particulier P. Moravek, d'avoir facilité l'accès au gisement de Mokrsko, et pour sa collaboration. Je tiens également à remercier Madame J. Durisova pour ses conseils, les discussions scientifiques et d'avoir permis d'utiliser ses données acquises sur le gisement de Celina. Je voudrais aussi remercier tout le personnel du service commun d'analyses au MEB et à la microsonde de l'université de Nancy I, ainsi que M. Champenois, de son aide lors de l'analyse des microfissures au CRPG. 1 Je tiens également à remercier D. Banks, pour sa contribution à l'analyse des fluides par crush-leach, et P. Nogueira, M. Canals et M. Ayt ougougdal, pour leur aide lors de l'interprétation statistique des données sur les microfissures. Je suis très reconnaissant à L. Moine, M. Seguin, S. Essarraj, R. Rambaux, P. Lagrange et N. Ahamdach pour leur aide technique et leur sympathie. Merci à tout le personnel du CREGU, étudiants, techniciens et chercheurs pour leur sympathie. Enfin, il m'est très agréable de remercier sincèrement ma chère famille, et tout particulièrement mon père, qui m'ont toujours soutenu et encouragé dans mes études. Je dédie ce travail à la mémoire de ma mère, à mon père, à ma belle-mère, à ma soeur et à mes frères. 2 TABLE DES MATIERES Avant Propos .............................................................................................................................. 1 Table des matières ...................................................................................................................... 3 Liste des figures ........................................................................................................................ 9 Liste des tableaux ..................................................................................................................... 14 Résumé ..................................................................................................................................... 15 Abstract .................................................................................................................................... 16 @llltiJ.li> :Elfllli!J~ :Ji: :EJ1JilllllJ.@lff)WJ@Cfil:E@l1J @li]J1flEli.?lJJ.Jla[ffj INTRODUCTION GENERALE ............................................................................................. 17 a- Buts du travail. .............................................................................................. 20 b- Choix méthodologiques ................................................................................ 21 c- Choix des cibles ............................................................................................ 21 @lll!iJ.Ji>:ElfllllJ.ml :E:E @@llJ.@@lffJ~lfll@ lillfll lfll©m:E~ e li>lff1lfllm@=@lff1@@l:l:Em:Elff1 lffJlffJ~ &Jll?lNll:ElflllffJ~ lff1lfll lff1lfllWJ!ffJlff1 lffJlffJ~ :El1l@~WJ~:E@l1!~ W~WJ:ElffJlffJ~ Evolution tectonique et géologique des terrains ibériques ............................... 25 I- GEOLOGIE DES REGIONS DE CORCOESTO ET TOMINO ......................................... 29 Unité Malpica-Tuy ........................................................................................... 29 Déformation hercynienne ................................................................................. 29 1.1- Corcoesto ............................................................................................................... 31 1.1.1- Cadre géologique .................................................................................... 31 1.1.1.1- Situation géographique et géologique ..................................... 31 1.1.1.2- Intrusions granitiques .............................................................. 31 1.1.2- Les veines de quartz ............................................................................... 32 1.1.3- Sondage de Corcoesto ............................................................................ 34 1.1.3.1- Description macroscopique ..................................................... 34 1.1.3.2- Echantillonnage ....................................................................... 36 I.2- Tomino ................................................................................................................... 36 1.2.1- Cadre géologique régional ..................................................................... 36 1.2.1.1- Les formations sédimentaires .................................................. 36 1.2.1.2- Intrusions granitiques .............................................................. 38 1.2.2- Minéralisation ......................................................................................... 39 1.2.3- Ec~antillonnage ...................................................................................... 41 II- ETUDE PETRO-GEOCHIMIQUE DES ENCAISSANTS ET SUCCESSION PARA GENETIQUE ................................................................................................................ 42 Introduction ...................................................................................................... 42 ILl- Gisement de Corcoesto ......................................................................................... 43 2.1.1- Pétrographie des faciès granitiques sains ............................................... 43 2.1.1.1- Les granites porphyroïdes à biotite dominante ....................... 43 2.1.1.2- Les leucogranites ...................................................................... 45 2.1.2- Géochimie des granites sains ................................................................. 45 2.1.2.1- Géochimie des éléments majeurs ............................................ 45 2.1.4.2- Géochimie des éléments en traces ........................................... 47 2.1.2- Typologie et minéralogie des filonnets .................................................. 49 3 2.1.3- Caractérisation des porteurs d'or ............................................................ 57 2.1.3.1- L'état et la localisation de l'or .................................................. 57 2.1.3.2- Teneurs en éléments métalliques ............................................. 60 2.1.4- Minéralogie des altérations .................................................................... 64 2.1.5- Caractéristiques cristallochimiques des minéraux d'altération .............. 68 2.1.5.1- Les micas blancs ...................................................................... 68 2.1.5.2- Les chlorites ............................................................................ 72 2.1.6- Conséquences géochimiques de l'altération ........................................... 76 2.1. 7- Conclusions ............................................................................................ 79 ll.2- Gisement de Tomino ............................................................................................ 80 2.2.1- Minéralogie du granite ........................................................................... 80 2.2.2- Géochimie des granites sains ................................................................. 83 2.2.3- Minéralogie des filons et des altérations ................................................ 83 2.2.4- Etat et localisation de l'or ....................................................................... 91 2.2.5- Caractéristiques cristallochimiques des minéraux d'altération .............. 91 2.2.5 .1- Phyllosilicates .......................................................................... 91 2.2.5.2- Chlorites .................................................................................. 94 2.2.6- Conséquences géochimiques des altérations précoces (greisen) ............ 98 2.2.7- Conclusions .......................................................................................... 100 III- ETUDE DES INCLUSIONS FLUIDES .......................................................................... 103 Introduction .................................................................................................... 103 Rappels sur les inclusions fluides ................................................................... 103 Méthodes d'étude ............................................................................................ 105 a- Microthermométrie ......................................................................... 105 b- Spectroscopie Raman ..................................................................... 107 Notation des inclusions fluides ....................................................................... 108 liLl- Gisement de Corcoesto ..................................................................................... 109 3 .1.1- Reconstruction du réseau de plans d'inclusions fluides ....................... 109 3.1.2- Caractéristiques des fluides .................................................................. 109 3.1.2.1- Typologie et chronologie des inclusions fluides ................... 109 3 .1.2.2- Caractères microthermométriques ......................................... 116 3.1.2.3- Données obtenues par spectroscopie Raman ........................ 127 3.1.3- Conclusions sur l'étude des inclusions fluides ..................................... 136 ITI.2- Gisement de Tomino ......................................................................................... 136 3.2.1- Géométrie du réseau de plans d'inclusions fluides ............................... 136 3.2.2- Caractéristiques des fluides .................................................................. 137 3.2.2.1- Caractères microthermométriques ......................................... 137 3.2.2.2- Composition chimique des différents fluides aquo- carboniques ......................................................................................... 143 3.2.2.3- Conclusions de l'étude des inclusions fluides ....................... 146 III.3- Conclusions ....................................................................................................... 146 @Jll!jj.[i>:Jll!fm.ml :E:E:E []f]@JEJl!.fj]JE@ 8 li!.ltal!fmlltYi11!f:Jl@NJ[jj J1l'l{JP)Jl!.@l!fl11ml~ltamlfiJ mll!f mlf!PWJJP)mJ )])mJ[jj :JlNJ@J!aWJ[jj:Jl@NJ[jj JPJ!aWJ:JlJP)mJ[jj I- GEOLOGIE DE LA REGION DE MOKRSK0 ................................................................ 149 1.1- Situation géographique et géologique ..................................................... 149 1.1.1- Le Massif Bohémien ................................................................ 152 1.1.2- La ceinture de Jilové ................................................................ 153 1.1.3- Le pluton granitique ................................................................. 153 1.2- Le gisement de Mokrsko ......................................................................... l55 1.2.1- Minéralisation ........................................................................... 155 4 1.2.2- Echantillonnage ........................................................................ 157 II- ETUDE PETROGRAPHIQUE DE L'ENCAISSANT ET SUCCESSION PARAGENETIQUE .............................................................................................................. 158 2.1- Pétrographie de la granodiorite saine ...................................................... 158 2.2- Les paragenèses des veines de quartz et des épontes .............................. 161 2.3- Etude cristallochimique des différents minéraux d'altération ................. 169 2.3 .1- Les micas .................................................................................. 169 2.3.2- Les chlorites .............................................................................. 172 2.3.3- Les carbonates .......................................................................... 177 2.4- Conclusions ............................................................................................. 177 III- ETUDE DES INCLUSIONS FLUIDES ......................................................................... 180 3.1- Géomètrie des plans d'inclusions fluides ................................................ 180 3.2- Typologie des inclusions fluides ............................................................. 180 3 .2.1- Inclusions fluides aquo-carboniques ........................................ 180 3.2.2- Inclusions fluides aqueuses ...................................................... 183 3.3- Caractéristiques microthermométriques .................................................. 183 3.4- Physico-chimie des fluides ...................................................................... 199 3 .4.1- Composition de la phase volatile ............................................. 199 3 .4.2- Compositions globales des inclusions fluides .......................... 202 3.5- Conclusions sur l'étude des inclusions fluides ........................................ 204 IV- CONCLUSIONS ............................................................................................................. 207 @~!1> :Jtf!fJJJJil :JtW @~@f!f~m:Jt~~f!f:Jt©~ ~~~ @@~:Jtf!f:Jt©~~ W=f!f=~=W=~ ~~~ Jl>~Jh~@JJ]:Jt@~f!f:Jt@~~ ~~ Jjl]hfffl:Jt~~~ I- CARACTERISTIQUES GEOMETRIQUES DES MIGRA TI ONS DE FLUIDES ........... 211 Introduction .................................................................................................... 211 A- Réseaux de fractures et microfissures :rappels ......................................... 212 B- Méthode d'étude ......................................................................................... 213 B 1- Reconstruction des réseaux des différentes structures ................ 213 B2- Etude statistique fractale .............................................................. 214 B3- Calcul de la perméabilité ............................................................. 217 1.1- Corcoesto ............................................................................................................. 222 1.1.1- Etude macrostructurale : failles ............................................................ 222 1.1.2- Les structures macroscopiques : veines de quartz ................................ 225 1.1.3- Les structures microscopiques : Plans d'inclusions fluides (PIF) ........ 231 1.1.4- Conclusions .......................................................................................... 237 1.2- Tomino ................................................................................................................. 239 1.2.1- Etude macrostructurale ......................................................................... 239 1.2.1.1- Déformation ductile ............................................................... 239 1.2.1.2- uploads/Science et Technologie/ inpl-t-1995-barakat-a.pdf