Conditions de dépôt, âge et liens entre remplissages filoniens et minéralisations stratiformes a l'interface socle/couverture des bordures sud et est du bassin de Paris.

par Louise Lenoir

Projet de thèse en Terre solide : géodynamique des enveloppes supérieures, paléobiosphère

Sous la direction de Jocelyn Barbarand, Benjamin Brigaud et de Thomas Blaise.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux, géosciences , en partenariat avec GEOPS - Géosciences Paris Sud (laboratoire) , Relief, Bassin et Ressources (equipe de recherche) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2018 .


  • Résumé

    Les processus et durée de mise en place des gisements filoniens et à l'interface socle/couverture aux pourtours du bassin de Paris ne font pas l'objet de consensus. Les premiers sont interprétés par Jébrak (1985) comme liés aux épisodes distensifs tardi-hercyniens, spatialement associés aux bassins permiens (Autun, Val-d'Ajol), tandis qu'un âge liasique est proposé par Joseph et al. (1973) sur la base de la datation K-Ar sur adulaires du filon de Voltennes. A l'interface socle/couverture, les gisements massifs de fluorine (Pierre-Perthuis, Antully) ont longtemps été interprétés comme synsédimentaires (Soulé de Lafont et Lhégu, 1980), mais remis en cause plus récemment sur la base des données microthermométriques sur inclusions fluides (Nigon, 1988 ; Gigoux et al., 2016) et sur la datation Sm-Nd de la fluorine de Pierre-Perthuis révélant une cristallisation au Crétacé inférieur (Gigoux et al., 2015). De plus, les relations entre ces deux types de gisements, et leurs liens possibles avec des minéralisations plus distantes (Haut-Poitou : Cathelineau et al., 2012 ; Sizaret et al., 2009 ; région d'Alençon : Lemaitre, 1965 ; Est du bassin de Paris : Carpentier et al., 2014) sont mal connues. A travers cette étude, nous souhaitons examiner les possibles liens cogéniques entre ces différentes minéralisations, et exploiter l'information issue de l'enregistrement physico-chimique des fluides géologiques et des datations isotopiques comme traceurs des évènements tectono-thermiques dans les bassins et sur leurs marges. A cette fin, nous souhaitons articuler cette recherche autour de trois axes majeurs : 1) Caractérisation de l'origine et de la nature des fluides géologiques à l'origine de la précipitation des espèces minérales, en particulier de la fluorine. Ceci sera réalisé à travers l'étude des inclusions fluides (températures minimales de piégeage et salinité par microthermométrie, détection des espèces en solution par spectroscopie Raman, d18O et dD par spectroscopie à cavité optique (Arienzo et al., 2013), rapports Cl/Br par méthode dite « d'écrasement-lessivage »). 2) Datation des événements de cristallisation (Ar-Ar sur adulaires, éventuellement U-Pb sur oxydes d'uranium, voire sur la fluorine si les conditions sont favorables). 3) Transport des métaux en solution et conditions de dépôt. Nous cherchons à améliorer la compréhension de l'hétérogénéité des paragenèses grâce à la quantification des concentrations en espèces métalliques (Pb, Zn, Cu, U) dissoutes au sein des inclusions fluides par LA-ICP-MS. L'ensemble de ce projet s'inscrit dans une recherche générale menée au laboratoire GEOPS autour de la compréhension des liens entre la caractérisation des mouvements verticaux et les circulations de fluides dans les bassins méso-cénozoïques et les batholites hercyniens.

  • Titre traduit

    Depositional conditions, timing and link between vein infillings and stratiform mineralizations at the basement/cover interface along the southern and eastern borders of the Paris Basin.


  • Résumé

    Timing and processes of poly-elemental concentrations in veins and at the basement/cover interface around the Paris Basin are not consensual. Vein infillings were interpreted by Jébrak (1985) as resulting from late hercynian extensional tectonics, spatially associated with Permian basins (Autun, Val-d'Ajol), while a lower Jurassic age was proposed by Joseph et al. (1973), based on K-Ar dating in adularia at the Voltennes vein. Fluorite/barite ores at the basement/cover interface were thought to be of synsedimentary origin (Soulé de Lafont et Lhégu, 1980), but more recently reinterpreted as hydrothermal based on fluid inclusion microthermometry (Nigon, 1988 ; Gigoux et al., 2016) and of Lower Cretaceous age from Sm-Nd dating of geodic fluorite from Pierre-Perthuis (Gigoux et al., 2015). Moreover, the genetic relation between veins in hercynian massifs and mineralizations at the basement/cover interface is poorly understood, as well as the possible relations with more distant locations (Poitou-High : Cathelineau et al., 2012 ; Sizaret et al., 2009 ; Alençon region : Lemaitre, 1965 ; eastern border of the Paris Basin : Carpentier et al., 2014). Through this study, we ambition to correlate these different kinds of mineralization by exploiting the physical-chemical conditions recorded by geological fluids together with isotopic dating as tracers of tectono-thermal events within sedimentary basins and along their margins. To do so, we will focus our research in three major axes : 1) Characterizing the origin and nature of ore-forming fluids. This will be achieved through the study of fluid inclusions (minimal trapping temperatures and salinity by microthermometry, detection of dissolved species by Raman spectroscopy, d18O et dD by cavity ring-down spectroscopy (Arienzo et al., 2013), Cl/Br ratios by « crush-leach »). 2) Dating cristallization events (Ar-Ar on adularia, U-Pb on uranium oxydes, or maybe U-Pb dating of fluorite, provided favorable conditions). 3) Constraining transport and deposition conditions. In particular, we would like to better understand the mineral paragenesis heterogeneities by quantifying dissolved metals (Pb, Zn, Cu, U) in fluid inclusions by LA-ICP-MS.