Les défauts d'irradiation dans les minéraux argileux : des marqueurs de la mobilité de l'uranium dans le contexte des gisements d'uranium associés à une discordance

Radiation-induced defects in clay minerals, markers of the mobility of the uranium in solution in the unconformity-type uranium deposits

• Auteur / Autrice : Elisa Morichon
• Direction : Daniel Beaufort, Thierry Allard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre solide et enveloppes superficielles
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Poitiers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Uranium -- Minerais -- Géologie

Minéraux argileux

Effets des rayonnements

Gisements sédimentaires

Protérozoïque

Marqueurs géologiques

Résumé

Cette étude présente les travaux menés sur trois grands groupes de minéraux argileux (kaolins, illite, sudoite (chlorite di-trioctaédrique)) caractéristiques des halos d’altération entourant les gisements d’uranium de type discordance, dans le but de révéler les paléocirculations d’uranium dans les bassins intracratoniques d’âge méso-Protérozoïque (1,2-1,6 Ga). Grâce à la Spectrométrie de Résonance Paramagnétique Electronique (RPE), nous avons pu mettre en évidence la persistance des défauts structuraux au sein des kaolins contemporains de la diagenèse du bassin, et démontrer l’existence inédite de défauts relativement stables au sein des illites et des sudoites contemporaines de la mise en place des gisements uranifères. Ainsi, le défaut principal de l’illite (centre Ai) et le défaut principal de la sudoite (centre As) se caractérisent par un signal anisotrope avec, respectivement, des composantes ǵı = 2,003 et g// = 2,051, et gı = 2,005 et g// = 2,051. Comme pour les kaolins (kaolinite/dickite), les défauts principaux de l’illite et de la sudoite sont orientés perpendiculairement au plan (ab), situés au niveau de la liaison Si-O tétraédrique. Cependant, leurs stabilités thermiques semblent différentes. L’observation d’échantillons issus de différentes zones (stériles, anomales ou minéralisées) du bassin de l’Athabasca (Canada) a permis d’identifier une évolution parallèle entre la concentration en défauts actuellement mesurée dans les différents minéraux argileux et la proximité de zones minéralisées. Ainsi, les argiles apparaissent comme des traceurs potentiels des zones où ont circulé les solutions riches en uranium.

This study presents the works driven on three groups of clay minerals (kaolins, illite, sudoite (di-trioctahedrical chlorites)) characteristics of the alteration halos surrounding unconformity-type uranium deposits, in order to reveal uranium paleocirculations in the intracratonic meso-Proterozoïc basins (1,2 – 1,6 Ga). Thanks to Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy (EPR), we were able to highlight the persistence of structural defects in kaolin-group minerals contemporaneous of the basin diagenesis, and demonstrate the existence of relatively stable defects in illites and sudoites contemporaneous of the uranium deposits setting. Thus, the main defect in illite (Ai centre) and the main defect in sudoite (As centre) are characterized by their g components such as, respectively, gı = 2,003 et g// = 2,051 for illite and gı = 2,008 et g// = 2,051 for sudoite. As the main defect in kaolins (kaolinite/dickite), the main defects in illite and sudoite are perpendicularly oriented according to the (ab) plane, on the tetraedrical Si-O bound. However, their thermal stabilities seem different. The observation of samples from different zones (background, anomal or mineralized) of the Athabasca basin (Canada) allowed to identify a parallel evolution between actual defects concentration measured in the different clay minerals and the proximity of the mineralisation zones. Consequently, clays minerals can be considered as potential plotters of zones where uranium-rich solutions have circuled.