Étude structurale et métallogénique des gisements d'émeraude de Colombie : contribution à l'histoire tectono-sédimentaire de la cordillère orientale de Colombie

• Auteur / Autrice : Yannick Branquet
• Direction : Alain Cheilletz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences, matières premières et environnement
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tectonique

Sédimentation (géologie)

Émeraudes

Mots clés libres

Minéralisation

Métallogénie

Analyse structurale

Faille chevauchement

Décollement

Stratigraphie

Shale noir

Métasomatose

Circulation thermale

Orogénie gîte

Interaction fluide roche

Fracturation hydraulique

Résumé

Les gisements d'émeraude de Colombie, encaissés dans les formations sédimentaires carbonatées et les shales noirs d'âge Crétacé Inférieur, sont disposés en deux zones sur les flancs Ouest et Est de la Cordillère Orientale de Colombie. Dans ces deux zones à émeraude, les interactions fluide-roche et la composition des fluides hydrothermaux sont similaires. Par contre, l 'étude des géométries et des structures des gisements réalisée au cours de cette thèse met en évidence des contrôles structuraux radicalement différents pour les zones occidentale et orientale : les gisements de la zone occidentale tels que Muzo et Coscuez sont des structures compressives formées le long de failles décrochantes, alors que ceux de la zone orientale correspondent à des structures extensives en relation avec un niveau bréchique qui s'est comporté comme un détachement gravitaire de faible extension. Ce niveau bréchique correspond pro parte à la dissolution de formations évaporitiques. L'étude pétro-structurale des veines et des brèches montre que dans les gisements occidentaux l'établissement de fortes pressions fluides a favorisé la propagation de la déformation compressive. Des phénomènes de fluidisation associés à de la fracturation hydraulique se sont alors produits. Des coupes permettent d'intégrer les gisements dans leur contexte tectonique régional. Couplé aux datations absolues qui existaient sur ces gisements, ce travail à l'échelle régional montre que: (1) à la limite Eocène-Oligocène, une chaîne plissée qui implique des rotations horaires de blocs se forme au niveau de la façade Ouest de la cordillère Orientale, (2) les gisements orientaux sont encaissés dans un seul niveau stratigraphique qui contient également des évaporites, (3) ce niveau à émeraude et à évaporite a été déformé et mis à l'affleurement par une déformation andine récente en régime transpressif dextre.

The Colombian emerald deposits, hosted in the Lower Cretaceous series, form two zones along the western and eastern flanks of the Eastern Cordillera (western and eastern zones). Within both zones, metallogenic processes, hydrothermal fluid composition and fluid-rock interaction are similar. However, detailed structural mapping and geometric analysis evidenced that structural controls synchonous with the mineralization are drasticaly different from the western to the eastern zone: the western emerald deposits, as the Muzo and Coscuez ones, are characterized by compressive structures formed along tear faults, whereas the eastern emerald deposits, as the Chivor one, present extensional structures branched on a brecciated level which acted as a local detachment, gravity driven. This brecciated level corresponds to an evaporite dissolution residue. Petro-structural studies of veins and breccias show that high fluid pressures enhanced the propagation of the thrusts within the western deposits, where fluidization phenomena and associated hydraulic fracturing occurred. Regional cross-sections coupled with radiometrie datating of the emerald deposits show that : 1) at the time of the Eocene-Oligocene boundary, when the western deposits formed, the western side of the Eastern Cordillera became a fold-and-thrust belt and experienced clockwise bloc rotations, prior to the major uplift of the Cordillera during the Andean phase (middle Miocene) ; 2) on the eastern side of the Cordillera, the emerald deposits are hosted in an unic regional stratigraphic level containing evaporites. The emerald mineralization occurred at the time of the Cretaceous-Tertiary boundary, during a thin-skinned extensional tectonic event. This event predates the Andean major uplift of this eastern part of the Cordillera. In this area, Andean uplift results from right-lateral transpressional tectonics.