Transport et dépôt du tungstène dans les environnements magmatiques-hydrothermaux : exemple de Panasqueira (Portugal)

Tungsten transport and deposition in magmatic-hydrothermal environments : the example of Panasqueira (Portugal)

• Auteur / Autrice : Eleonora Carocci
• Direction : Michel Cathelineau, Laurent Truche
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences
• Date : Soutenance le 13/12/2019
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale SIReNa - Science et ingénierie des ressources naturelles (Lorraine ; 2018-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : GéoRessources (Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Mercedes Fuertes-Fuente
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michel Cathelineau, Laurent Truche, Johann Raith, Jean-Louis Hazemann, Cécile Fabre
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Johann Raith, Jean-Louis Hazemann

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spéciation

Tungstène

Inclusions fluides

Paragenèse (géologie)

Portugal

Tungstène -- Gisements

Altération hydrothermale

Mots clés libres

Système hydrothermal

Datation

Traceurs

Inclusion fluides

Spéciation du tungstène

Hydrothermal systems

Dating

Pathfinders

Fluid inclusions

Tungsten speciation

Résumé

Le gisement de Panasqueira W-Cu-Sn (Portugal) est constitué de veines minéralisées sous-horizontales de Qtz-Wfm-Cst-Ms-Toz-sulfurs. La dissolution-recristallisation de Qtz est la règle, compliquant la mise en place de la séquence paragénétique et l’étude des premiers stades sur la superposition ultérieure. Une grande partie de cette thèse est consacrée à l’étude minéralogique du premier stade de dépôt de la wolframite (Wfm), qui est le plus précieux en termes de quantité de W. Il est précédé d’une tourmalinisation coeval avec rutile riche en W (305.2 5.7Ma). Des études sur le rutile ont montré que le zonage oscillatoire est le résultat du mélange successif entre un fluide riche en W, et pauvre en Nb+Ta, avec un fluide riche en Nb+Ta et pauvre en W. De plus, la composition du cristal de Tur (bon enregistreur de la chimie du fluide) a confirmé une origine multi-sources pour le transport de W et le dépôt de la Wfm. Cependant, le transport hydrothermal et le dépôt de W ne sont pas bien contraints. Ici, nous utilisons la spectroscopie Raman couplée à la technologie capillaire pour définir la stabilité des polymères de tungstène à différentes températures (jusqu’à 400 °C) et pH. En conséquence, tungstène a une forte tendance à former des complexes caractérisés par des structures Kegging dans des conditions acides qui précipitent à T élevé, tandis que sa solubilité augmente avec l’incrément de pH. Des études d’inclusion de fluides ont été prises en considération dans ce travail, pour évaluer l’évolution du système hydrothermal de Panasqueira. FI sur le quartz appartenant aux derniers stades de dépôt ont été examinés et les résultats ont montré que les conditions de piégeage sont caractérisées par une pression plus faible et des températures élevées. Ceci permet de conclure que le gradient géothermique élevé a affecté les zones étudiées à plusieurs stades et est lié à l’advection thermique produite par les granites cachés de 305 à 295 Ma.

Panasqueira W-Cu-Sn deposit (Portugal) consists of sub-horizontal mineralized veins of Qtz-Wfm-Cst-Ms-Toz-sulfurs. Qtz dissolution-recrystallization is the rule, complicating the setting up of the paragenetic sequence and the study of earliest stages over later superimposition. A considerable part of this thesis is devoted to the mineralogical study of the first wolframite (Wfm) depositional stage, which is the most valuable in terms of ore (W)-quantity. It is preceded by a tourmalinization coeval with W-rich rutile (305.25.7Ma). Studies on rutile have shown that oscillatory zoning is the result of the successive mixing between a W-rich, Nb + Ta poor fluid, with a Nb+Ta-rich and W-poor fluid. Also, Tur crystal composition (good recorder of the ore-fluid chemistry) has confirmed a multi-sources origin for W-transport and Wfm deposition. However, the hydrothermal transport and deposition of W are not well constrained. Here we use Raman spectroscopy coupled to the fused silica glass capillary technic to define the stability of the tungsten-polymers at different temperatures (up to 400°C) and pH. As a result, tungsten has a strong tendency to form complexes characterized by Kegging structures in acidic conditions which precipitate at high T, while its solubility increase with the pH increment. Fluid inclusion studies have been taken in consideration in this work, to evaluate the evolution of Panasqueira hydrothermal system. FI on quartz belonging to latest depositional stages have been examined and results have shown that trapping conditions are characterized by lower pressure and elevated temperatures. This allows to conclude that high geothermal gradient affected the studied zones at several stages and are related to heat advection produced by concealed granites from 305 to 295 Ma.