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Thèse soutenue

Modélisation géochimique des interactions fluides-roches et du comportement de l'uranium : application à des paléo-altérations hydrothermales, et à l'environnement des sites miniers

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Auteur / Autrice : Alain Guerci
Direction : Michel Cathelineau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Géosciences et matières premières
Date : Soutenance en 1998
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Résumé

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Les paléo-interactions fluides-roches dans les granites, plus particulièrement la formation des fentes alpines, des épisyénites, des minerais d'U épisyénitiques et leur altération ultérieure, ont été modélisées grâce au code de calcul géochimique EQ3/6. Une version d'EQ3/6 gérant les pressions élevées a servi à modéliser l'évolution des paragenèses dans les fentes alpines intragranitiques en utilisant comme contraintes, la composition chimique détaillée d'inclusions fluides (micro-analyse après écrasement). La minéralogie principale des fentes (quartz-chlorite) a été reproduite après une chute de pression à 370°C de 3 à 1kb, et leur altération ultérieure en sidérite-muscovite par l'ajout de CO₂ et un refroidissement jusqu'à 280°C. Pour les gisements d'uranium intragranitiques hercyniens, les simulations montrent qu'un fluide de bassin à caractère oxydant altérant une source d'U (intragranitique) à 150°C précipite une paragenèse à K-mica et pechblende, fréquemment rencontré dans les gisements. L’association smectite-coffinite se met en place dans des conditions plus spécifiques : température entre 70 et 120°C, teneur en silice élevée (solubilité de la silice amorphe), fluide altérant plus sale. La fO₂ influence peu la formation de coffinite dans ces conditions, mais un fluide oxydant est nécessaire pour former la fluorine et la barytine associées. Les dissolutions et précipitations dans les verses à steriles issues de l'exploitation des minerais d'uranium ont été décrites, simulées expérimentalement et numériquement. Les calculs de spéciation-saturation des fluides naturels et expérimentaux révèlent que les minéraux néoformés dans les verses (hydroxydes de fer, sulfates) contrôlent l'essentiel du stock élémentaire libérable. La chimie des fluides circulants dépend en premier lieu de la solubilité de ces phases, et de la présence de tampons minéraux (carbonates par exemple à Lodève) ce qui conduit à une spéciation de l'uranium distincte d'un site à l'autre.