Etude structurale et gîtologique du gisement de sulfures massifs à métaux de base de Hajjar : contribution à l'histoire tectono-métamorphique des Guemassa orientales, Maroc

par Safouane Admou

Thèse de doctorat en Sciences de l‘Univers

Sous la direction de Luc Barbanson et de Hassane Ouazzani.

Soutenue le 08-12-2018

à Orléans en cotutelle avec l'Université Moulay Ismaïl (Meknès, Maroc). Faculté des sciences , dans le cadre de École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire) , en partenariat avec Institut des sciences de la terre d'Orléans (2010-) (laboratoire) et de Métallogénie, Matériaux Minéraux Industriels et Environnement Miniers (laboratoire) .

Le président du jury était Mohamed Aissa.

Le jury était composé de Luc Barbanson, Hassane Ouazzani, Mohamed Aissa, Alain Chauvet, Abdelmalek Ouadjou, Hassane Ibouh.

Les rapporteurs étaient Alain Chauvet.


  • Résumé

    Les gisements de sulfures massifs encaissés dans les massifs hercyniens marocains des Jebilets et Guemassa sont de type (VMS) déformés et métamorphisés. Il manque toutefois une évaluation de la contribution de cette déformation à leur structuration actuelle, et l’éventuel impact de celle-ci sur le plan économique et en termes d’exploration. Par conséquent, cette contribution vise principalement à définir le contexte structural de ces minéralisations, en vue d’en déduire un modèle structural relatif au VMS de Hajjar.Le VMS de Hajjar, appartenant au domaine des Guemassa (Meseta occidentale). Il est encaissé dans des terrains d’origine volcanosédimentaire composés de pélites, de grès et de lentilles et barres calcaires intrudés par des sills et dykes felsique et basique. Les principaux corps volcaniques correspondent aux dômes rhyolitiquesLe gisement de Hajjar est composé de 3 corps minéralisés : le corps principal (CP), le corps Nord-Est (CNE) et les corps ouest et extrême ouest descenderie (CWD, CEWD). Le gisement de Hajjar est affecté par un seul plan XY d’aplatissement subvertical de directions N0 à N45. L’encaissant et les corps sulfurés présentent les mêmes assemblages métamorphiques silicatés, qui présentent soit une texture granoblastique « statique » lorsque la déformation est faible, soit des caractéristiques prés à syn-tectoniques lorsque la schistosité est fortement exprimée. La texture, les formes des biotites et d'andalousites (± cordiérite suspectée) sont typiques du métamorphisme de contact HT / BP des faciès de cornéennes. L'assemblage syntectonique est composé de quartz + chlorite + micas blancs (± calcite), et remplace partiellement les anciennes biotites et andalousites. Les données de surface du bloc N'Fis montrent la présence d'un seul plan XY subvertical orienté N130. Les biotites du métamorphisme de contact sont allongées parallèlement à la schistosité. L’ensemble des données indiquent que le VMS de Hajjar et le bloc N'Fis sont affectés par une seule schistosité qui est synchrone d’un métamorphisme de contact de HT / BP. La virgation importante de la schistosité des affleurements d'Imarine au VMS de Hajjar est dû à une importante zone de cisaillement - transpressive de direction ENE-WSW. Près de la mine Hajjar, une telle zone de cisaillement à l’échelle régionale est reconnue pour la première fois, et constitue une caractéristique structurale-clé du district de Hajjar.La minéralisation de Hajjar est fortement déformée et métamorphisée. Elle est affectée par le plissement, la schistosité et la mylonitisation dans un contexte cisaillant. Les structures minéralisées stratiformes sous forme de rubans riches en pyrrhotite précèdent clairement la déformation et le métamorphisme de contact. D’autres structures minéralisés riche en (Zn, Cu, Pb) présentent un rubanement tectonique issu de la remobilisation par fluide de la minéralisation précoce Le stade précoce est caractérisé par la précipitation de la pyrrhotite, pyrite, arsénopyrite, sphalérite et la galène, alors que le stade syncinématique constitue l’événement concentrateur majeur caractérisé par la dissolution et la recristallisation de la paragenèse précoce avec un enrichissement en Zn, Cu. Le stade tardif post-cinématique est responsable la néoformation de sulfures, à savoir la chalcopyrite, la pyrite et quelques traces de sphalérite.Nous avons mis en évidence un épaississement tectonique dans les zones de charnières. Le métamorphisme pré à syntectonique favorise le comportement ductile et la recristallisation des sulfures (Po, Cpy et Sph). Les veines triangulaires polymétalliques à l'extrémité des lentilles de sulfures massifs sont le témoin d'une remobilisation hydrothermale assistée par un fluide pendant la déformation. L’ensemble de nos études débouche sur la proposition d’un modèle 3D tectonométamorphique pour le VMS des Guemassa et des propositions pour rechercher des extensions de la minéralisation.

  • Titre traduit

    Structural and gitological study of the Hajjar massive base metal sulfide deposit : contribution to the tectono-metamorphic history of Eastern Guemassa, Morocco


  • Résumé

    The massive sulphide deposits hosted in the Moroccan Hercynian massifs of Jebilets and Guemassa are Volcanogenic Massive Sulfide (SMV), deformed and metamorphosed. However, an assessment of the contribution of this deformation to their current structure and the eventual impact on the economy and in terms of exploration is missing. Therefore, this contribution aims mainly to define the structural context of these mineralizations, in order to deduce a structural model relating to Hajjar's VMS.The VMS of Hajjar, belonging to the domain of Guemassa (Western Meseta). It is hosted in volcanosedimentary terrain composed of pelites, sandstones and lentils and limestone bars intruded by felic and basic sills and dykes. The main volcanic bodies correspond to the rhyolitic plugs.The Hajjar deposit is composed of 3 mineralized bodies: main body (CP); north-eastern body (CNE); western body (CWD) and extreme western body(CEWD.). The Hajjar deposit is affected by a single XY plane of subvertical flattening of directions N0 to N45. The host rock and sulphide bodies have the same silicate metamorphic assemblages, which exhibit either a "static" granoblastic texture when the strain is low or pre to syn-tectonic features when the foliation is strongly expressed. The texture shapes, and aggregates of the biotite and andalousite (± suspected cordierite) are typical of HT/LP “contact” metamorphism in the hornfels facies. The syn-tectonic assemblage is composed of quartz + chlorite + white micas (± calcite) and partially replaced the former biotite and andalousite blasts. The data from the N’Fis block show the occurrence of a single sub-vertical XY plane oriented N130. The biotites of contact metamorphism are elongated parallel to the foliation. These data imply that the Hajjar MSD and the N’Fis block are affected by a single foliation which encompasses a HT/LP contact metamorphism. The significant inflexion of foliation from Imarine outcrops to Hajjar VMS is due to major right-lateral ENE-trending transpressive shear zone at Hajjar. Near the Hajjar mine, such a regional shear zone is recognized for the first time, and is a structural key feature of the Hajjar district.The mineralization of Hajjar is strongly deformed and metamorphosed. It is affected by folding, foliation and mylonitic bands within a regional scale shear zone. Structures such as pyrrhotite-rich ribbons clearly pre-date the deformation and the HT/LP contact metamorphism. The early stage is characterized by the precipitation of pyrrhotite, pyrite, arsenopyrite, sphalerite, and galena, whereas the synkinematic stage constitutes major concentrator event characterized by the dissolution and recrystallization of early paragenesis with enrichment in Zn, Cu. The late post-kinematic stage is responsible for the neoformation of sulphides, namely chalcopyrite, pyrite and some traces of sphalerite.We have demonstrated a tectonic thickening within the fold hinge zone. pre-syntectonic metamorphism favors ductile behavior and sulfide recrystallization (Po, Cpy, and Sph). The polymetallic veins argue for hydrothermal fluid-assisted remobilization during deformation. All of our studies lead to the proposal of a 3D tectono-metamorphic model for the VMS of Guemassa and proposals to search extensions of the mineralization.


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