Evolution et origine des saumures dans les bassins protérozoïques au voisinage de la discordance socle/couverture (l'exemple de l'environnement des gisements d'uranium associés aux bassins Kombolgie (Australie) et Athabasca (Canada))

Abstract

La nature, l'évolution et l'origine des fluides circulant à la base de deux bassins gréseux protérozoïques (Kombolgie et Athabasca) associés à des minéralisations uranifères de type discordance ont été caractérisées. L'étude multitechnique (microthermométrie, Raman, LlBS) des inclusions fluides piégées dans différents types de quartz a permis de reconstituer la composition chimique détaillée des paléofluides impliqués dans le dépôt des minéralisations. L'évolution P, T, x de ces fluides à l'interface socle/couverture gréseuse a été reconstituée. Le modèle de circulation de fluides et de relation fluides-minéraux proposé pour les deux bassins est le suivant : La diagenèse siliceuse précoce s'est produite en présence d'une saumure chlorurée, principalement sodique (15 - 20 wt. % NaCI + 4-12 wt. % CaCI2), oxydante (équilibrée avec l'hématite), expulsée de niveaux évaporitiques. La circulation d'une saumure chlorurée, riche en calcium (25-30wt.%CaCI2+0-10wt%NaCI) est responsable du dépôt de quartz secondaire et de dravite dans les grès, à l'émergence des failles ancrées dans le socle. Le caractère très calcique de cette saumure résulte très probablement de l'évolution de la saumure sodique par échange Na Ca lors de l'altération des roches du socle. Un fluide peu salé réchauffé dans les roches du socle, présentant des traces de méthane, a été observé à la base du bassin Kombolgie (Australie), où il dilue les saumures à la faveur de réactivations tectoniques et des bréchifications hydrauliques associées. Les fluides des bassins Kombolgie et Athabasca sont très semblables. Dans les deux districts, l'évolution d'une saumure à dominante sodique vers une saumure plus calcique, ainsi que des mélanges entre ces deux pôles ont été mis en évidence. Les températures et profondeurs estimées pour les deux bassins sont comparables: 160 + ou - 20ʿC et 4 à 6 km. Cependant, les saumures observées à la base du bassin Athabasca sont sensiblement plus concentrées que celles du bassin Kombolgie. Le fluide peu salé est très rare dans l'environnement des gisements canadiens. Il est tardif par rapport aux saumures et ne se mélange pas avec elles. Il circule probablement après une première phase se minéralisations puisqu'il est fortement contaminé par H2 et 02, qui sont produits par radiolyse de l'eau au contact de l'uranium. La genèse des gisements d'uranium canadiens semble davantage lié aux interactions entre les saumures et les lithologies réductrices du socle, qu'à des processus de mélanges entre les saumures et un fluide réducteur. En revanche, ces derniers sont très probablement à l'origine de la formation des gisements australiens. La présence de niveaux évaporitiques ayant pu générer des saumures chlorurées fortement concentrées représente un paramètre majeur dans le processus global de genèse de telles concentrations en uranium.NANCY1-SCD Sciences & Techniques (545782101) / SudocSudocFranceF