Les minéralisations hydrothermales à l’interface socle-couverture de Vendée : origines et circulation des fluides, marqueurs de la dynamique extensive mésozoïque
Auteur / Autrice : | Loïc Bouat |
Direction : | Régis Mourgues, Pierre Strzerzynski |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences de la Terre et des planètes |
Date : | Soutenance le 19/09/2023 |
Etablissement(s) : | Le Mans |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de Planétologie et Géosciences (Nantes) - Laboratoire de Planétologie et Géosciences [UMR_C 6112] / LPG |
Jury : | Examinateurs / Examinatrices : Véronique Gardien, Philippe Boulvais |
Rapporteurs / Rapporteuses : Anne-Sylvie André-Mayer, Stanislas Sizaret |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
De nombreuses ressources minérales d’origine hydrothermale se localisent à la discordance entre socle et couverture sédimentaire. Les processus de formation de ces minéralisations sont aujourd’hui encore largement débattus notamment la source des éléments, l’origine des fluides porteurs et les mécanismes de leurs circulations dans le contexte géodynamique. Ce travail de thèse s’intéresse aux minéralisations F-Ba-Pb-Zn±Ag de Vendée (France) déposées à proximité de la discordance entre le socle varisque et les sédiments du Bassin d’Aquitaine. Il s’attache à mieux contraindre l’origine des fluides, les modalités de leur circulation et la source des éléments. Pour déterminer les mécanismes de circulations des fluides, une étude pétro-structurale assistée par l’imagerie drone a été menée sur le littoral vendéen entre Les Sables-d’Olonne et Jard-Sur-Mer. Les résultats démontrent que les minéralisations se sont formées lors d’un évènement de tectonique extensive NNE-SSO en lien avec l’ouverture du Golfe de Gascogne. La fracturation associée responsable de la structuration en horsts et grabens de la discordance, et du drainage des fluides minéralisateurs est datée à 144.1±26.2 Ma (U-Pb sur calcite). Un deuxième épisode tectonique, déconnecté du précédent, est détecté en lien avec l’orogenèse pyrénéenne (≈70-80 Ma). L’identification des fluides et de leurs origines a été réalisée à travers l’étude microthermométrique des inclusions fluides, de leurs isotopes δD-δ18O et des isotopes δ34S, 87Sr/86Sr, δ13C, δ18O des minéraux. L’analyse microthermométrique des inclusions fluides des minéralisations atteste du mélange de 3 fluides différents : (1) une saumure de bassin (T<150 °C ; S>20 pds.%NaCl), (2) des fluides provenant du socle (T>300 °C ; S<10 pds.%NaCl) et (3) une eau de mer (T<50 °C ; S<5 pds.%NaCl). Les signatures isotopiques des inclusions fluides (δD-δ18O) et des minéraux (δ34S, 87Sr/86Sr, δ13C- δ18O) montrent que la saumure dérive des évaporites du Jurassique inférieur de la base du bassin, que les fluides de socle sont des paléo-eaux météoriques avec un temps de résidence long (probablement piégée au Permien) et que l’eau de mer est contemporaine de l’ouverture du Golfe de Gascogne. L’étude paragénétique préalable a permis d’établir six étapes successives de précipitation : par dissémination (fluorine et barytine) et silicification dans la couverture, puis en remplissage de cavités et de fractures (fluorine, barytine, quartz, pyrite ±galène et calcite).Afin de définir la source des éléments des minéralisations, des analyses géochimiques ont été conduites. L’étude géochimique des roches altérées et des éléments traces du quartz révèlent un mécanisme de transfert efficace de Ba, Sr, SiO2, Pb, Sb, Ag, Li, K depuis l’altération par les saumures des minéraux du socle tel que le plagioclase, le microcline ou la biotite jusqu’aux zones de précipitations proches de failles.Ces résultats permettent de proposer un modèle génétique pour les minéralisations de Vendée. Une saumure de base de bassin remonte le long de la discordance. Sur son passage, elle altère le socle mobilisant les éléments nécessaires aux minéralisations. L’initiation de l’ouverture du Golfe de Gascogne et la fracturation associée, entraine une remontée de fluides du socle et un drainage d’eau de mer. Le mélange des trois fluides permet ainsi la précipitation des minéralisations à la rencontre de la discordance et des failles.