signatures geochimiques des principaux gites de platinoides et de leurs alterations primaires

107 Pages·2009·4.77 MB·English

BRGM
SIGNATURES GEOCHIMIQUES
DES PRINCIPAUX GITES DE PLATINOIDES
ET DE LEURS ALTERATIONS PRIMAIRES
TRANSFERT DANS LES MILIEUX SUPERGENES
APPLICATION A LA PROSPECTION
I. SALPETEUR
MAI 1989
88 DAM 014 DEX
BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES
Direction des activités minières
Département Exploration
B.P. 6009 - 45060 ORLEANS CEDEX 2 - France - Tél.:[phone]
En bibliographie, ce rapport devra être cité de la façon suivante :
SALPETEUR I. (1989) - Signatures géochimiques des principaux gîtes de
platinoides et de leurs altérations primaires. Transfert dans les
milieux supergènes. Application à la prospection. Rap. BRGM
88 DAM 014 DEX, 107 p., 33 fig., 21 tabl.
Rapport BRGM 88 DAM 014 DEX
Résumé
Ce rapport, réalisé dans le cadre de la fiche programme "Méthodologie de la
prospection des platinoides", synthétise les données de la littérature
récente sur l'environnement géochimique des principaux gîtes de platine.
Les remobilisations précoces des PGE par les fluides tardi-magmatiques, par
1'hydrothermalisme et le métamorphisme tardif sont précisées dans les
différents contextes gîtologiques.
La dispersion et le fractionnement des éléments Pt, Pd (Ir) dans les zones
d'oxydation, en sol et en alluvions sont fortement dépendants de la miné-
ralogie du protore, de son encaissant direct et des conditions morpho-
climatiques.
En milieu tempéré, les éléments Pt, Pd ont une dispersion très courte
(< 100 m) à partir de la source primaire, des anomalies sols de l'ordre de
100-200 ppb pouvant indiquer une minéralisation économique.
Les données thermochimiques récentes démontrent le rôle majeur des complexes
chlorurés dans la migration précoce et tardive des PGE. Ces complexes ont
des champs de stabilité compatibles avec l'environnement Eh/pH des altérites
et gossans développés sur protores sulfurés. Les mécanismes, qui président à
la naissance des placers à or, sont probablement identiques à ceux qui
produisent les placers à pépites de ferro-platine.
La mobilité du chlorure de Pd étant nettement supérieure à celle du Pt, son
utilisation est recommandée au stade de la prospection stratégique. Par
contre, la relative immobilité du Pt en fait un indicateur précieux au
niveau tactique.
En milieu tropical, l'existence de reconcentrations en PGE, au niveau des
latérites et birbirites héritées de l'altération ferralitique des
ultrabasites, ouvre de nouvelles perspectives à l'exploration.
En effet, les études récentes des zones d'oxydation développées à partir des
minéralisations à sulfures, sulfosels ou tellurures de Pt, Pd, confirment la
néoformation de sperrylite, lautite, erlichmanite et alliages FePt, Oslr
secondaires dans les gossans ou cuirasses latéritiques qui en dérivent. La
relative stabilité de ces minéraux dans les conditions Eh/pH des eaux
superficielles autorise leur dispersion mécanique dans les alluvions
récentes.
Dans les gossans sur protore sulfuré Ni-Cu localisés soit en contexte
intrusif, soit en contexte exhalatif-sédimentaire komatiitique, les PGE
montrent une mobilité croissante dans l'ordre : Ir, Ru, Pt, Rh, Pd, Co, Ni.
Des recommandations sur les outils à mettre en oeuvre pour la sélection des
districts favorables à la prospection des PGE au niveau régional et leur
suivi tactique clôturent l'étude.
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Table des matières
INTRODUCTION 7
PREMIERE PARTIE
Caractères primaires des minéralisations en PGE connues 9
1. GEOCHIMIE ET GITOLOGIE DES ELEMENTS DU GROUPE DU PLATINE 11
1.1. Propriétés physiques et chimiques des platinoides 11
1.2. Environnement géologique des principaux gîtes de PGE 15
1.2.1. Rappel des données économiques 17
1.2.2. Environnement des gîtes de PGE 17
a) Complexes stratifiés à PGE dominants... 21
b) Complexes stratifiés à sulfures Cu-Ni et PGE accessoires 21
c) Intrusions zonées: basiques-ultrabasiques 22
d) Ceintures archéennes à komatiites 24
e) PGE associés aux ophiolites 25
f) Gîtes alluvionnaires 25
1.3. Genèse des concentrations en PGE dans la séquence
de cristallisation des magmas basiques 26
1.3.1. Composition des magmas source des concentrations en PGE.... 26
1.3.2. Solubilité des sulfures dans le magma 26
1.3.3. Fractionnement des métaux 27
1.4. Cartographie géologique et lithogéochimique des
complexes stratifiés 30
1.5. Remobilisations des PGE dans les gîtes connus 31
1.5.1. Migrations précoces 31
1.5.2. Remobilisations hydro thermal es 34
a) Remobilisation des sulfures 34
b) Transformation extrême du chimisme des serpentines :
le cas des listvénites. 36
f
c) Remobilisations tectoniques et métamorphiques 37
2. MINERALOGIE DES PRINCIPAUX PORTEURS DE PGE
ET METHODES D'ANALYSE 43
2.1. Minéralogie des minéraux-hôtes de PGE 43
2.1.1. Complexes ultrabasiques stratifiés.... 43
a) Bushveld 43
b) Stillwater 45
c ) Sudbury 45
d) Norils'k 45
2.1.2. Komatiites archéennes des "greenstone belts" 47
2.1.3. Complexes alaskéens 47
2.1.4. Complexes ophiolitiques 47
2.1.5. Placers 48
2.2. Méthodes d ' analyses des platinoides 48
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3. CRITERES GEOCHIMIQUES DES ROCHES BASIQUES ET ULTRABASIQÜES
FAVORABLES A LA PRESENCE DE CONCENTRATIONS EN PGE 51
3.1. Prospection régionale 51
3.2. Prospection tactique 56
3.2.1. Critères de reconnaissance de la zone critique
dans les complexes stratifiés 56
3.2.2. Autres structures favorables aux concentrations de PGE 57
3.2.3. Eléments accompagnateurs des niveaux minéralisés en PGE....
S7
DEUXIEME PARTIE
Transfert de la signature géochimique (PGE et accompagnateurs) dans
la sphère supergène 61
1. Données chimiques 63
2. Mobilité des PGE dans les profils pédologiques 65
2.1. En milieu tempéré ou périglaciaire 65
2.2. En milieu tropical 67
2.2.1. Migration des éléments traces 71
2.2.2. Comportement des PGE 73
2.3. En milieu désertique : les PGE des birbirites 75
3. Mobilité des PGE dans les alluvions 79
3.1. Les minéraux hôtes des PGE récupérés en alluvions (placers).. 79
3.2. Halos géochimiques observés autour de cibles
ou indices connus 80
4. Gossans 81
4.1. Gossans sur protores sulfurés à Ni-Cu dominants 81
4.2. Gossans sur sulfures disséminés Ni-Cu à PGE dominants 84
Conclusions 87
Bibliographie 94
Liste des figures
Liste des tableaux

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Introduction
Ce rapport a été rédigé dans le cadre du programme de recherche scientifique
RM15 "Méthodologie de la prospection géochimique en milieu tropical, volet
platinoides" et fait suite à l'approche gîtologique abordée depuis 1982 par
le GIS(*) et poursuivie en 1987 par L. Guilloux et J. Méloux.
Avant d'entreprendre des tests pour améliorer la technique de prospection
géochimique pour la recherche de minéralisations en PGE, il était
indispensable d'effectuer une enquête bibliographique pour dresser un bilan
des données les plus récentes sur ce type de prospection. Cette enquête vise
à obtenir une meilleure compréhension des mécanismes de dispersion des PGE
(Platinum Group Elements) dans les altérites, sols et alluvions sous climats
variés et à partir de différents contextes gîtologiques.
En particulier, deux questions pratiques se posent au géochimiste
d'exploration :
quels sont les seuils d'anomalies en sols et en alluvions indicateurs
d'une cible à PGE économique ? ou encore, les mécanismes d'altération et
d'érosion en milieu tropical peuvent-ils aboutir à des reconcentrations
économiques en PGE à partir d'une roche ultrabasique presque banale, à
fond géochimique légèrement anomal en PGE ?
Après une revue sommaire des principales données géochimiques disponibles
sur les minéralisations primaires en PGE, une étude de leur comportement
supergène en sol et alluvions sous différents régimes climatiques est
présentée à partir des rares publications traitant un sujet dont l'intérêt
croît énormément suite à la hausse continue des cours de ces métaux durant
les trois dernières années. Ces métaux rares font partie des éléments
indispensables à la conquête de technologies nouvelles en plein
développement.
(')GIS (Groupement d'intérêt scientifique CNRS-BRGH)

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Première partie
Caractères primaires des minéralisations
en PGE connues