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1. Reactive transport experiments of coupled carbonation and serpentinization in a natural serpentinite. Implication for hydrogen production and carbon geological storage

Author: Osselin, Florian, Pichavant, Michel, Champallier, R��mi, Ulrich, Marc, Raimbourg, Hugues, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut Terre Environnement Strasbourg (ITES), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-10-LABX-0100,VOLTAIRE,Geofluids and Volatil elements – Earth, Atmosphere, Interfaces – Resources and Environment(2010), and ANR-11-EQPX-0036,PLANEX,Planète Expérimentation: simulation et analyse in-situ en conditions extrêmes(2011)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Serpentinization, FOS: Physical sciences, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, Reactive-percolation experiments, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Geophysics (physics.geo-ph), Physics - Geophysics, [SDU]Sciences of the Universe [physics], 13. Climate action, Geochemistry and Petrology, Carbonation, Serpentinites, Hydrogen, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: International audience; Serpentinization and carbonation of ultramafic formations is a ubiquitous phenomenon, which deeply influences the biogeochemical cycles of water, hydrogen, carbon…while supporting the particular biosphere around the oceanic hydrothermal vents. Carbonation of peridotites and other mafic and ultramafic rocks is also a hot topic in the current energy landscape as the engineered sequestration of mineral CO2 in these formations could help reduce the atmospheric emissions and cope with climate change. In this study, we present two reactive percolation experiments performed on a natural serpentinite dredged from the ultraslow South-West Indian Oceanic Ridge. The serpentinite cores (length 3-4 cm and dia. 5.6 mm) were subjected for about 10 days to the continuous injection of a NaHCO3-saturated brine at respectively 160°C and 280°C. Petrographic and petrophysical results as well as outlet fluid compositions were compared to numerical batch simulations performed with the PHREEQC open software allowing to reconstruct the mineralogical evolution of both cores. The most striking observation is the fast and dramatic decrease of the permeability for both experiments principally due to the precipitation of carbonates. On the contrary, serpentine was found to be less impacting as it precipitates in low-flow zones, out of the main percolation paths. In total, about 5.6% of the total injected CO2 was retained in the core, at 280°C. In the same time, hydrogen was consistently produced with a total recovered H2 corresponding to 0.8% of the maximum H2 possible. The global behavior of the cores is interpreted as the result from an interplay between interacting spatio-temporal lengthscales controlled by the Damköhler number.
Published: 2022
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2. How greisenization could trigger the formation of large vein-and-greisen Sn-W deposits: a numerical investigation applied to the Panasqueira deposit

Author: Gaëtan Launay, Yannick Branquet, Stanislas Sizaret, Laurent Guillou-Frottier, Eric Gloaguen, Laurentian University, Géosciences Rennes (GR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Région Centre, BRGM, ANR-14-EMIN-0001,NewOreS,Development of New models for the genesis of Rare Metal (W, Nb, Ta, Li) Ore deposits from the European Variscan Belt and valorization of low grade and fine grained ore and mine tailings(2014), and ANR-10-LABX-0100,VOLTAIRE,Geofluids and Volatil elements – Earth, Atmosphere, Interfaces – Resources and Environment(2010)
Subjects: Geochemistry and Petrology, [SDU.STU.PE]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Petrography, Economic Geology, Geology, Ore Geology Reviews
Abstract: International audience; The formation of large tin-tungsten (Sn-W) deposits around granitic intrusions requires the circulation of large volumes of fluids within permeable structures. Half of the world’s tungsten production originates from highly mineralized veins above granitic intrusions and from the altered part of the granite (the greisen), whose formation results from intense fluid-rock interactions. During greisenization processes, mineral reactions involve a decrease in the rock volume and thus an increase in porosity and permeability. To understand the complex fluid-rock interactions leading to the formation of large Sn-W ore deposits, we conducted numerical modeling accounting for magmatic fluid production and realistic permeability changes due to granite alteration and overpressure in the hosting rocks. The water/rock ratio is computed to constrain the rate of greisenization and therefore the porosity and permeability evolution laws. Four model results are presented: with and without fluid production exsolved from the granitic magma, and with and without dynamic reaction-enhanced permeability. The formation of greisen is reproduced, and greisen thickness reaches 200 m for the more sophisticated model. The interplay between greisenization and fluid production creates zones of overpressure above the granite that could localize the permeable structures such as the veins swarm observed at Panasqueira. Dynamic permeability promotes high fluid velocity and intense fluid-rock exchanges that could result in the formation of large ore deposits by enhancing mass transfer within and above granitic intrusions.
Published: 2023
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3. LoopStructural 1.0: time-aware geological modelling

Author: Gautier Laurent, Laurent Ailleres, Mark Jessell, Lachlan Grose, Monash University [Melbourne], Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Subjects: Polynomial regression, Surface (mathematics), QE1-996.5, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Computer science, NumPy, Frame (networking), Geology, Python (programming language), 010502 geochemistry & geophysics, Fault (power engineering), 01 natural sciences, Computational science, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Proof of concept, computer, ComputingMethodologies_COMPUTERGRAPHICS, 0105 earth and related environmental sciences, computer.programming_language, Interpolation
Abstract: In this contribution we introduce LoopStructural, a new open-source 3D geological modelling Python package (http://www.github.com/Loop3d/LoopStructural, last access: 15 June 2021). LoopStructural provides a generic API for 3D geological modelling applications harnessing the core Python scientific libraries pandas, numpy and scipy. Six different interpolation algorithms, including three discrete interpolators and 3 polynomial trend interpolators, can be used from the same model design. This means that different interpolation algorithms can be mixed and matched within a geological model allowing for different geological objects, e.g. different conformable foliations, fault surfaces and unconformities to be modelled using different algorithms. Geological features are incorporated into the model using a time-aware approach, where the most recent features are modelled first and used to constrain the geometries of the older features. For example, we use a fault frame for characterising the geometry of the fault surface and apply each fault sequentially to the faulted surfaces. In this contribution we use LoopStructural to produce synthetic proof of concepts models and a 86 km × 52 km model of the Flinders Ranges in South Australia using map2loop.
Published: 2021
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4. Timing and duration of meteoric water infiltration in the Quiberon detachment zone (Armorican Massif, Variscan belt, France)

Author: Camille Dusséaux, Aude Gébelin, Philippe Boulvais, Gilles Ruffet, Marc Poujol, Nathan Cogné, Yannick Branquet, Catherine Mottram, Fabrice Barou, Andreas Mulch, Institut des Sciences de la Terre (ISTerre), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-Université Grenoble Alpes (UGA), Université de Plymouth, Centre européen de recherche et d'enseignement des géosciences de l'environnement (CEREGE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Collège de France (CdF (institution))-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Géosciences Rennes (GR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), University of Portsmouth, Géosciences Montpellier, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA)-Université de Montpellier (UM), Senckenberg Biodiversity and Climate Research Centre (SBiK-F), Goethe-Universität Frankfurt am Main-Senckenberg – Leibniz Institution for Biodiversity and Earth System Research - Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung, Leibniz Association-Leibniz Association, and University of Plymouth
Subjects: Hydrogen isotope, Shear zone, Hydrous silicates, Geochronology, Geology, 40Ar/39Ar U(–th)/pb, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, Variscan Detachment, Fluid-rock interaction, Meteoric fluids
Abstract: International audience; Assessing the geochemical signature and the role of fluids in a key Variscan detachment zone demonstrates the link between crustal deformation, thermo-mechanical events and Variscan mineralization. We document meteoric fluid infiltration into the ductile segment of the Late-Carboniferous Quiberon detachment zone (QDZ), when synkinematic muscovite and tourmaline crystallized and equilibrated with deuterium-depleted surface-derived fluids during high-temperature deformation. Titanium-in-muscovite thermometry supported by microstructures indicate that syntectonic isotope exchange between fluids and hydrous minerals occurred above 500 °C. 40Ar/39Ar muscovite data (∼319–∼303 Ma) and U(–Th)/Pb geochronology on zircon, monazite and apatite (∼318–∼305 Ma) from syntectonic leucogranites together with microstructural and geochemical (U and REE contents) data suggest that meteoric fluid-rock-deformation interaction started at ∼320 Ma and played a major role in leaching uranium at ∼305 Ma. U–Th/Pb data (∼330–∼290 Ma) from migmatites located below the QDZ strengthen the idea that meteoric fluid infiltration, detachment activity, syntectonic leucogranite emplacement and migmatization were coeval and allowed the development of a sustained hydrothermal system.
Published: 2022
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5. Multidisciplinary characterization of fluid sources in ductileshear zones (Armorican Massif, Variscan belt, France)

Author: Dusséaux, Camille, Gébelin, Aude, Boulvais, Philippe, Ruffet, Gilles, Gardien, Véronique, Dubois, Michel, Poujol, Marc, Cogné, Nathan, Branquet, Yannick, Mottram, Catherine, Barou, Fabrice, Mulch, Andreas, Plymouth University, Géosciences Rennes (GR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement (LGL-TPE), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Génie Civil et Géo-Environnement (LGCgE) - ULR 4515 (LGCgE), Université d'Artois (UA)-Université de Lille-Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai (IMT Lille Douai), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-JUNIA (JUNIA), Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), University of Portsmouth, Géosciences Montpellier, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA), Senckenberg Biodiversity and Climate Research Centre (SBiK-F), Goethe-Universität Frankfurt am Main-Senckenberg – Leibniz Institution for Biodiversity and Earth System Research - Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung, Leibniz Association-Leibniz Association, University of Plymouth (UOP), Plymouth, UK, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement [Lyon] (LGL-TPE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), and Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Université des Antilles (UA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: fluid-rock interactions, thermometry, hydrogen isotope, shear zone, U(-Th)/Pb, meteoric fluids, 40Ar/39Ar, Variscan, fluid inclusions, [SDU.STU.ST]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Stratigraphy, detachment, Armorican Massif, oxygen isotope, [SDU.STU.GM]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geomorphology
Abstract: National audience; Ductile shear zones are sites of significant fluid circulation and hydrothermal alteration wheremetamorphic, magmatic and surface-derived fluids meet. Characterization of the meteoricsource of crustal fluids can be used to better understand ore deposition and mineralization atthe orogen scale or for stable isotope paleoaltimetry reconstructions. Microstructural,thermometry, geochronological and hydrogen (δD) and oxygen (δ18O) isotope data fromsyntectonic peraluminous granites from ductile shear zones in the Armorican Massif permit todetermine the source of fluids present during deformation. Furthermore, they allow to study thespatial and temporal evolution of localized deformation and fluid-rock interaction across theseVariscan fossil hydrothermal systems, including the timing and duration of fluid flow and watermineralisotope exchange.At the regional scale, a 41‰ difference in δDwater values amongst mylonitic leucograniteemplaced along strike-slip and detachment zones highlights a mixing relationship betweenmetamorphic/magmatic fluids (δDwater ~ -33‰) and meteoric fluids with δDwater values aslow as -74‰. The mixing between surface-derived and deep fluids is further supported by fluidinclusions aligned along synkinematic structural planes in quartz grains from detachmentfootwalls. They contain very low to medium salinity water (0 to 7 wt% eq. NaCl) and haveintermediate δD and δ18O values.We focus on the Quiberon detachment zone (QDZ) where synkinematic muscovite andtourmaline crystallized and equilibrated with deuterium-depleted surface-derived fluids duringhigh-temperature deformation supported by titanium-in-muscovite thermometry andmicrostructures. 40Ar/39Ar data on muscovite and U(-Th)/Pb geochronology on zircon,monazite and apatite from syntectonic leucogranites, together with microstructural data,suggest that meteoric fluid-rock-deformation interactions started at ~320 Ma and played amajor role in leaching uranium at ~305 Ma. U-Th/Pb data from migmatites located belowthe QDZ strengthen the idea that meteoric fluids infiltration, detachment activity, syntectonicleucogranite emplacement and migmatization were coeval and allowed the development of asustained hydrothermal system.
Published: 2021

6. La zone racinaire des fumeurs noirs sur substrat ultramafique: apports d’un système fossile alpin

Author: Rémi Coltat, yannick branquet, Philippe Boulvais, Pierre Gautier, Ewan Pelleter, Gianreto Manatschal, Géosciences Rennes (GR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Institut de physique du globe de Strasbourg (IPGS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Louis Pasteur - Strasbourg I-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Subjects: VMS sur substrat ultramafique, fumeur noirs, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, dorsale médio-océanique, zone racinaire, exhumation mantellique, marge hyperétendue, Platta, [SDU.STU.MI]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Mineralogy
Abstract: National audience; Les interactions fluides-roches sont des processus omniprésents en domaine océanique dans les systèmesextensifs de marges hyper-étendues et de dorsales médio-océaniques, impactant la chimie de la lithosphèreet des océans. Dans ces environnements, elles incluent i) l’hydratation des roches du manteau, ii) laformation de systèmes minéralisés de haute température (e.g. sulfures massifs au plancher océanique) etiii) la carbonatation tardive des roches du manteau. Dans les environnements de dorsale lente où lesprocessus tectoniques permettent l’exhumation des roches du manteau au plancher océanique à la faveurde détachements extensifs, des systèmes minéralisés riches en Cu, Zn, Co, Au et Ag sont associés auxroches mantelliques (i.e. sites hydrothermaux de Rainbow, Logatchev, Ashadze). Depuis leur découverte ily a 25 ans, ces systèmes minéralisés ont été intensivement étudiés permettant d’affiner notre connaissancedes processus hydrothermaux associés à l’exhumation des roches du manteau. Cependant, les conditionsd’accès difficiles au plancher océanique dans ces environnements couplées aux lacunes d’observation sur ladimension verticale sous ces gisements empêchent d’avoir une vision globale de ces systèmes qui reposealors plutôt sur des modèles conceptuels.Les ophiolites préservées dans les chaînes de montagne offrent des conditions d’affleurement idéales pourobserver et comprendre les altérations de l’hydrothermalisme océanique. Bien souvent, ces unités sontaffectées par la déformation et le métamorphisme postérieurs qui perturbent les structures et lesaltérations héritées de l’histoire extensive. Dans la nappe de Platta (Alpes Suisses), vestige de l’ouverturede l’Océan Liguro-Piémontais au Jurassique, ces structures ont été remarquablement préservées dumétamorphisme et de la déformation alpine. Cela en fait un chantier de choix présentant des conditionsd’affleurement exceptionnelles pour étudier les processus hydrothermaux océaniques. Durantl’exhumation des roches du manteau, des fluides minéralisateurs ont circulé et permis la formation deminéralisations sulfurées. Un tel système minéralisé est préservé au site de Marmorera-Cotschen où unesection de détachement océanique juxtaposant des basaltes altérés sur les serpentinites est préservée. Laminéralisation riche en Cu-Fe-Co-Zn-(Ni) est encaissée dans le mur serpentineux du détachement où elleest spatialement associée à des intrusifs mafiques. De manière remarquable, la formation des sulfures(chalcopyrite, pyrrhotite, pentlandite, sphalérite) et oxydes (magnétite) s’accompagne d’unmétasomatisme riche en fer et calcium dans les roches du manteau aboutissant à la formation d’ilvaïte,hydro- andradite et diopside sous forme de veines (stockwork) ou en remplacement des serpentinites.Structuralement, cet assemblage à Fe-Ca-silicates est stable dans les parties basses du système et disparaîtdans les parties superficielles où la pyrite fait son apparition. Les assemblages minéralogiques enregistrés àMarmorera-Cotschen ressemblent à ceux décrits dans les systèmes océaniques actuels sur substratultramafique plaidant pour une origine comparable. Cependant, la présence des Fe-Ca-silicates(assemblage de haute température ; 425±75°C) et le contrôle spatial des intrusifs mafiques sur lacirculation des fluides indiquent que le système de Marmorera- Cotschen correspond à une zone profondedes systèmes actuels, une zone racinaire et de réaction. L’évolution des signatures géochimiques de laminéralisation (e.g. teneur en Se, rapport Co/Ni) pouvant être reconstituée précisément sur une échelleverticale (i.e. des parties profondes vers les zones superficielles) permet ainsi de comprendre les réactionshydrothermales qui se produisent durant la circulation des fluides minéralisateurs aboutissant à laformation des fumeurs noirs sur substrat ultramafique.
Published: 2021

7. L’interface basaltes - manteau serpentinisé en domaineocéanique : les leçons d’une coupe dans les Alpes suisses

Author: Gautier, Pierre, Coltat, Rémi, Branquet, Yannick, Boulvais, Philippe, Manatschal, Gianreto, Géosciences Rennes (GR), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ecole et Observatoire des Sciences de la Terre (EOST), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Subjects: fluides, niveau de découplage, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, décollement, extension, carbonatation, Platta
Abstract: National audience; La présence de basaltes coiffant le manteau serpentinisé est un fait assez commun en domaineocéanique, au niveau des dorsales (ultra-)lentes et dans la partie la plus distale des margespauvres en magma. Cette interface entre basaltes et manteau, subhorizontale à faiblementinclinée et imagée par la géophysique, fait l’objet de deux interprétations. Selon l’une d’elle, ils’agit d’un contact discordant : l’interface représente un ancien fond marin sur lequel lesbasaltes sont venus s’épancher. Dans la seconde interprétation, plus récente, le contact esttectonique et correspond à une faille de détachement extensive. Toutes les études des sériesophiolitiques exhibant à terre ce type d’interface ont conclu en faveur de la premièreinterprétation, y compris dans des situations où l’existence d’un détachement extensif est avéréeou probable. A chaque fois, l’argument-clé est la présence, à la base de la série volcanique, debrèches sédimentaires remaniant les serpentinites. De plus, ces brèches et le sommet desserpentinites sous-jacentes montrent fréquemment les effets d’une carbonatation pervasive quiles a transformés en ophicalcites. L’interaction entre eau de mer et roches mantelliquesproduisant la carbonatation est classiquement considérée comme s’effectuant au niveau duplancher océanique, ce qui semble renforcer l’hypothèse d’une mise en place plus tardive, endiscordance, des épanchements basaltiques. Les modèles évolutifs proposés dans la litératureconsidèrent tous qu’une fois la discordance établie, l’interface basaltes-serpentinites n’est plusactive, ni tectoniquement, ni du point de vue de la circulation des fluides, tout du moins jusqu’àl’éventuelle période orogénique subséquente.Une telle interface basaltes-manteau serpentinisé est exposée le long d’une coupecontinue de 350 m au niveau du site de Falotta, dans les Alpes suisses (Nappe de Platta, Cantondes Grisons). Notre étude montre que le contact ne correspond ni à une discordance ‘statique’ nià un détachement, mais à une discordance ayant été activée en décollement au cours de latectonique extensive. La déformation s’exprime par une série de zones de cisaillementconjuguées localisées le long de l’interface, sur une épaisseur de 20 à 40 m, associées à uneintense carbonatation. Le développement syn-cinématique des ophicalcites, ainsi que d’autresarguments, permettent d’exclure un lien avec la déformation orogénique alpine. Les faillesnormales recoupant les basaltes s’enracinent sur les zones de cisaillement ; la déformationcisaillante elle-même et la carbonatation associée affectent l’extrême base des basaltes (sur ≤ 2m d’épaisseur => difficile à ‘traquer’ en milieu océanique actuel), ce qui montre que les basaltesne sont pas postérieurs à cette déformation. L’essentiel de la carbonatation s’est ainsi développésous la couverture basaltique et non au plancher marin. L’activation de l’interface basaltesserpentinitesen zone de décollement a pu être facilitée par le fait que la discordancecorrespondait à une zone de forte perméabilité (présence de brèches sédimentaires), permettantune localisation de la circulation des fluides. L’interface basaltes- serpentinites peut ainsiconstituer un niveau de découplage mécanique venant s’ajouter aux niveaux de découplage plusprofonds de la (proto-)lithosphère océanique (front de serpentinisation, front de percolationmagmatique diffuse). Une telle situation est ici identifiée dans la partie ultra-distale d’unemarge continentale (cas de la Nappe de Platta) mais peut probablement se retrouver aussi auniveau des dorsales océaniques lentes.
Published: 2021

8. Enregistrement contrasté de circulations de fluides dans deuxzones de détachement océaniques jurassiques, Alpes suisses

Author: Philippe Boulvais, Rémi Coltat, yannick branquet, Pierre Gautier, Gianreto Manatschal, Géosciences Rennes (GR), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Ecole et Observatoire des Sciences de la Terre (EOST), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Subjects: carbonation, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, detachment, Alps, stable isotopes, mantle exhumation
Abstract: National audience; L’exhumation des roches du manteau dans les marges hyper-étendues jusqu’auxenvironnements océaniques de dorsales (ultra)lentes s’accompagne d’uneserpentinisation pervasive, contrôle pour partie de la composition des réservoirsocéaniques et mantelliques, des propriétés mécaniques et géométriques des structuresextensives, des flux de chaleur et de matière, y inclus la genèse de gaz abiotiques (H2,CH4). La serpentinisation est prise en relai au cours de l’exhumation par unecarbonatation, processus de captage de CO2 par les roches exhumées.Les chaines de montagne offrent à l’observation des structures exposant ces processusd’interactions fluide-roche-déformation océaniques. C’est le cas en particulier des Alpessuisses, canton des Grisons, où la déformation compressive alpine et lemétamorphisme associé n’ont eu que peu d’empreinte sur les objets extensifsjurassiques. Deux superbes zones de déformation extensives sont exposées dans lessites de Tasna et de Falotta. Chacune est décrite comme une zone de détachement demarge hyper-étendue, où le manteau exhumé en fond de mer jurassique a étéserpentinisé, puis carbonaté. Les compositions isotopiques en oxygène de la calcite desroches carbonatées (ophicalcites, basaltes carbonatés, zones de cisaillement) sontdistinctes dans les deux cas, bien que ces roches soient d’aspect pétrographiquecomparable. A Tasna, le long du plan de détachement, les compositions isotopiques enoxygène augmentent progressivement depuis les zones profondes (18O = 13‰) vers l’ancien fond de mer (18O = 26 ‰). A Falotta, les compositions sonthomogènes (18O = 16‰), signe de conditions uniformes de carbonatation (températurede ~100°C, carbonatation brutale).De prime abord comparables, les deux mega-structures extensives jurassiques alpinesont donc enregistré des conditions d’interaction fluides-roches-déformationssingulières : si la carbonatation à l’affleurement de Tasna enregistre la dilutionprogressive des fluides issus de la serpentinisation par l’eau de mer sus-jacente pendantle fonctionnement du détachement, l’affleurement de Falotta présente un exemple rarede carbonatation à l’interface serpentinites-basaltes, postérieure au fonctionnement dudétachement océanique, synchrone de la réactivation en décollement de cette interface,en contexte extensif toujours.
Published: 2021

9. Circulations de fluides à l’interface entre le socle et lacouverture : apport de l’étude paragénétique et des inclusionsfluides des minéralisations de Vendée (France)

Author: Bouat, Loic, Strzerzynski, Pierre, Gardien, Véronique, Branquet, Yannick, Barré, Guillaume, Mourgues, Régis, Laboratoire de Planétologie et Géodynamique [UMR 6112] (LPG), Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement (LGL-TPE), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Rennes (GR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Université Laval [Québec] (ULaval), Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement [Lyon] (LGL-TPE), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Subjects: Vendée, [SDU.STU.PE]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Petrography, saumures, discordance, inclusions fluides, minéralisation Pb-Zn-Ba, interaction fluide-roche, [SDU.STU.MI]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Mineralogy
Abstract: National audience; Dans les bassins sédimentaires, les variations de porosité et de lithologie des premiersdépôts font de l’interface entre socle et couverture, une zone privilégiée pour lacirculation et le mélange de fluides d'origines variées (métamorphique, météorique oude bassin). Ces mélanges aboutissent à la précipitation de minéraux à l'origine denombreux gisements (U, Pb-Zn-Ag...) localisés dans des formations perméables àl’interface socle couverture et sous une barrière imperméable.En France de nombreux gisements à Pb-Zn sont connus à la limite entre les massifsVarisques et les bassins mésozoïques comme par exemple sur la bordure ouest duMassif Central, ou encore dans la Montagne Noire. Dans le domaine Armoricain, lelong des limites Nord et Est du Bassin Aquitain, les précédents travaux sur cesminéralisations attestent du mélange des trois sources de fluides au Jurassiquesupérieur (Cathelineau et al., 2012). Ces minéralisations sont strictement localiséessous un niveau imperméable daté du Toarcien sauf sur la côte vendéenne où lesminéralisations recoupent également des sédiments d'âge Callovien. Sur des argumentsstructuraux, Strzerzynski et al., (2020) proposent que les fluides minéralisateurs onttraversé la barrière imperméable le long de fractures formées par surpression de fluide.L'objectif de cette étude est de préciser les relations chronologiques entreminéralisations, arrivée des fluides de différentes sources à la base du bassin et rupturede la couverture. Pour cela, nous présentons, une étude paragénétique etmicrothermométrique d’échantillons issus de la côte vendéenne.La succession paragénétique est caractérisée par une fluorine précoce (±galène), suiviepar la barytine et enfin des sulfures (pyrite, marcasite). Le quartz, omniprésent,s'intercale entre les différentes phases.Les résultats de microthermométrie confirment le mélange de trois fluides : le plusancien, enregistré par les inclusions fluides de la fluorine, est une saumure de bassin,froide et fortement salée. Le second provient d’inclusions fluides de barytine et dequartz, c’est un fluide aqueux moins salé et plus chaud que ce qui avait été observéauparavant. Le mélange de ces fluides coïncide avec la rupture de la couverture parfracturation assistée par fracturation hydraulique. Cela induit la percolation d’untroisième fluide superficiel diminuant ainsi la température et la salinité ce qui entraineune baisse de solubilité des métaux dissous et leur précipitation.
Published: 2021

10. 200 Ma de deformation et de fusion partielle dans la croute Archéenne: la marge Nord du Craton du Kaapvaal, Afrique du Sud

Author: Moyen, Jean-François, Chauvet, Alain, Vézinet, Adrien, Paquette, Jean-Louis, Cochelin, Bryan, Bruand, Emilie, Diener, Johann, Stevens, Gary, Géosciences Montpellier, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA), Laboratoire Magmas et Volcans (LMV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut de Recherche pour le Développement et la société-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), SGF, CNRS, Laboratoire de Géologie de Lyon ou l’étude de la Terre, des planètes et de l’environnement, and Sciencesconf.org, CCSD
Subjects: [SDU] Sciences of the Universe [physics], fusion partielle, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Archéen, Kaapvaal, Déformation, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2021

11. Geochemical and sulfate isotopic evolution of flowback and produced waters reveals water-rock interactions following hydraulic fracturing of a tight hydrocarbon reservoir

Author: Wolfram Kloppmann, Christopher R. Clarkson, S. Saad, Bernhard Mayer, Florian Osselin, Michael Nightingale, G. Hearn, A. M. Desaulty, Eric C. Gaucher, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), University of Calgary, Seven Generations Energy, Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), and ANR-14-CE05-0050,G-Baseline,Conditions de références environnementales pour l'évaluation de l'impact de l'exploitation de gaz non conventionnels : Traceurs géochimiques et méthodes de suivi avancés(2014)
Subjects: Tight gas, Environmental Engineering, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Dolomite, Geochemistry, stable isotopes, 010501 environmental sciences, engineering.material, hydraulic fracturing, 01 natural sciences, persulfate breaker, chemistry.chemical_compound, Hydraulic fracturing, Environmental Chemistry, Sulfate, Tight gas Hydraulic fracturing Flowback geochemistry Persulfate breaker Heavy metals Stable isotopes, heavy metals, Waste Management and Disposal, 0105 earth and related environmental sciences, Anhydrite, flowback geochemistry, Pollution, Petroleum reservoir, Produced water, 6. Clean water, chemistry, [SDU]Sciences of the Universe [physics], 13. Climate action, engineering, Environmental science, Pyrite
Abstract: International audience; Although multistage hydraulic fracturing is routinely performed for the extraction of hydrocarbon resources from low permeability reservoirs, the downhole geochemical processes linked to the interaction of fracturing fluids with formation brine and reservoir mineralogy remain poorly understood. We present a geochemical dataset of flowback and produced water samples from a hydraulically fractured reservoir in the Montney Formation, Canada, analyzed for major and trace elements and stable isotopes. The dataset consists in 25 samples of flowback and produced waters from a single well, as well as produced water samples from 16 other different producing wells collected in the same field. Additionally, persulfate breaker samples as well as anhydrite and pyrite from cores were also analyzed. The objectives of this study were to understand the geochemical interactions between formation and fracturing fluids and their consequences in the context of tight gas exploitation. The analysis of this dataset allowed for a comprehensive understanding of the coupled downhole geochemical processes, linked in particular to the action of the oxidative breaker. Flowback fluid chemistries were determined to be the result of mixing of formation brine with the hydraulic fracturing fluids as well as coupled geochemical reactions with the reservoir rock such as dissolution of anhydrite and dolomite; pyrite and organic matter oxidation; and calcite, barite, celestite, iron oxides and possibly calcium sulfate scaling. In particular, excess sulfate in the collected samples was found to be mainly derived from anhydrite dissolution, and not from persulfate breaker or pyrite oxidation. The release of heavy metals from the oxidation activity of the breaker was detectable but concentrations of heavy metals in produced fluids remained below the World Health Organization guidelines for drinking water and are therefore of no concern. This is due in part to the co-precipitation of heavy metals with iron oxides and possibly sulfate minerals.
Published: 2019
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12. The polyphase evolution of a late Variscan W/Au deposit (Salau, French Pyrenees): insights from REE and U/Pb LA-ICP-MS analyses

Author: Romain Augier, Marc Poujol, Thomas Poitrenaud, Eric Marcoux, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géodynamique - UMR7327, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Rennes (GR), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-10-LABX-0100,VOLTAIRE,Geofluids and Volatil elements – Earth, Atmosphere, Interfaces – Resources and Environment(2010), Métallogénie - UMR7327, Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), and Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Mineralization (geology), 010504 meteorology & atmospheric sciences, Metamorphic rock, Volcanogenic massive sulfide ore deposit, Geochemistry, Skarn, Polyphase ore formation, Scheelite U/Pb geochronology, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Tungsten, REE analyses, chemistry.chemical_compound, Geophysics, chemistry, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, Geochemistry and Petrology, Scheelite, Salau deposit, Carbonate rock, Economic Geology, Metasomatism, Geology, 0105 earth and related environmental sciences, Zircon
Abstract: International audience; The Salau deposit, located in the Axial Zone of the French Pyrenees, is the most important tungsten deposit ever mined in France.Two types of mineralization, both closely associated with a granodiorite intrusion, are distinguished. The first is a fine-grainedscheelite skarn related to contact metamorphic and metasomatism between the intrusion and the adjacent carbonate rocks. Thesecond type is represented by massive sulfides accompanied by coarse-grained scheelite, apatite, and electrum. This synkinematicmineralization is found enclosed within the skarn ore but occurs also within the granodiorite stock along majorductile–brittle shear zones. REE contents of scheelite and apatite from the two types of mineralization show differences suggestingthat the two types derived from two different fluids. U/Pb dating on zircon, apatite and scheelite illustrates that magmaticzircon and apatite formed at 295 ± 2 Ma during emplacement and cooling of the granodiorite intrusion. These are cogenetic to thefine-grained scheelite skarn. Hydrothermal apatite frommassive sulfide ores yields a younger age of 289 ± 2 Ma, whereas closelyassociated coarse-grained scheelite yields a consistent although less precise age of 284 ± 11 Ma. These results suggest that the latemassive sulfide ore with abundant coarse-grained scheelite and electrum is related to the emplacement of an underlying, moreevolved intrusion, accompanied during its ascent by the development of steeply dipping reverse-dextral shear zones
Published: 2019
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13. Numerical modelling of column experiments to investigate in-situ bioleaching as an alternative mining technology

Author: Philippe Marion, Fabrice Golfier, Jean-Jacques Royer, Lev Filippov, Pauline Collon, Bénédicte Lechenard, Caroline Izart, Gautier Laurent, Laurent Truche, GeoRessources, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut des Sciences de la Terre (ISTerre), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), ANR-10-LABX-0021,RESSOURCES21,Strategic metal resources of the 21st century(2010), European Project: 642456,H2020,H2020-SC5-2014-one-stage,BioMOre(2015), and Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Numerical Modelling, Chemical substance, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, [CHIM.INOR]Chemical Sciences/Inorganic chemistry, Industrial and Manufacturing Engineering, 020401 chemical engineering, Hydraulic conductivity, Bioleaching, Materials Chemistry, 0204 chemical engineering, Porosity, Reactive Transport, [SDU.STU.AG]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Applied geology, Dissolution, 021102 mining & metallurgy, Petroleum engineering, Chemistry, Metals and Alloys, Dual Porosity, Grain size, Leaching (chemistry), Science, technology and society, In-Situ Recovery, Copper, [SDU.STU.MI]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Mineralogy
Abstract: International audience; This publication investigates indirect in-situ bioleaching as an alternative mining technology for minimizing waste production, environmental impact, and chemical consumption. The process consists in injecting a leaching solution into a targeted ore body for dissolving base metal bearing minerals, while iron-oxidizing microorganisms regenerate the solution. In this contribution, we present laboratory column experiments that investigate the impact of grain size on the action of an acidic oxidizing solution in contact with ore samples crushed at different grain sizes. These results are used for developing a one-dimensional reactive transport model based on PhreeqC software. In this model, porous and fractured media are approached by a dual porosity reactive transport model where dissolution reactions are described by kinetics. Column experiments are used as a reference for calibrating the key parameters of the numerical models, which include the relative volume of mobile and immobile zones within the dual porosity medium and the exchange rate between these two volumes. This model is then adapted to in-situ conditions by considering the preferential flow of fluids through natural or artificial fractures of enhanced hydraulic conductivity. These models are used to discuss key elements affecting the feasibility of coupling bioleaching and in-situ recovery for improving the sustainability of mining, especially for deep and complex ore deposits.
Published: 2019
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14. Multi-isotopic tracing (Mo, S, Pb, Re Os) and genesis of the Mo W Azegour skarn deposit (High-Atlas, Morocco)

Author: Samia Berrada Hmima, Eric Marcoux, Noémie Breillat, Philippe Négrel, David Selby, Catherine Guerrot, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Laboratoire de Géo-ressources, Unité associée au CNRST (URAC 42) (LGR), Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA), and Durham University
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Geochemistry, Skarn, engineering.material, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Sulphur, δ34S, Isotopes, Molybdenite, Rayleigh fractionation, Azegour skarn, Pyrrhotite, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, Molybdenum, Chalcopyrite, Mineralisation, Geology, Re-Os geochronology, Lead, visual_art, Geochronology, visual_art.visual_art_medium, engineering, Sedimentary rock, [SDU.STU.MI]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Mineralogy
Abstract: International audience; The Mo-Cu-W Azegour skarn, located in the High-Atlas in Morocco, is associated with a Late Hercynian alkaline granitic intrusion. Here the origin of the mineralisation via Re-Os geochronology and using Mo, S and Pb isotopes is discussed. The age of mineralisation defined by Re-Os molybdenite geochronology is 276 ± 1.2 Ma for the Azegour mine, and 267 ± 1.2 for the Tizgui deposit suggesting for multiple mineralisation events associated with the Hercynian alkaline granitic intrusion. The δ98MoNIST of molybdenite range from −0.60‰ to 0.42‰ (n = 26) for the Azegour mine and from 0.08‰ to 0.40‰ (n = 2) for the Tizgui mine. Variations of the δ98MoNIST occur either at the deposit scale with a difference of about 0.72‰, and at the sample scale (few cm), which exhibits a difference of up to 0.40‰. A multi-phased mineralisation is proposed as the main processes explaining the variation in the δ98MoNIST values although the influence of a Rayleigh fractionation process cannot be precluded. The high δ34S values determined from molybdenite, pyrrhotite, and chalcopyrite (8–14.7‰) suggest a sedimentary origin for sulphur from the Cambrian sedimentary country rocks. Whereas, the initial 206Pb/204Pb compositions of common lead (18.08–18.30) for chalcopyrite and pyrrhotite imply a strong contribution of lead from the host volcano-sedimentary units.
Published: 2019
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15. The role of assimilation and volatiles in the formation and metal enrichment of magmatic sulfide ores: constraints from experimental petrology and application to the Noril’sk-Talnakh ore deposits (Russia)

Author: Giada Iacono-Marziano, Nicholas Arndt, Margaux Le Vaillant, Fabrice Gaillard, Steve J. Barnes, Laurent Arbaret, Belinda Godel, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), CSIRO Mineral Ressources Kensington, Institut des Sciences de la Terre (ISTerre), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Gustave Eiffel-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), and Iacono Marziano, Giada
Subjects: chemistry.chemical_classification, Sulfide, Terrigenous sediment, Volcanogenic massive sulfide ore deposit, [SDU.STU.PE]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Petrography, [SDU.STU.PE] Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Petrography, chemistry.chemical_element, Sulfur, [SDU] Sciences of the Universe [physics], chemistry.chemical_compound, chemistry, [SDU]Sciences of the Universe [physics], [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, [SDU.STU.GC] Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, Magma, Sedimentary rock, Sulfate, Mafic, Petrology
Abstract: International audience; Most of the intrusions in the Noril’sk-Talnakh region (Siberia) are hosted in thick sedimentary sequences including abundant evaporitic and terrigenous sedimentary rocks. Three mafic-ultramafic intrusions in this region contain unusually thick massive sulfide deposits that constitute one of the world’s largest economic concentrations of Ni, Cu and PGE. The interaction of Siberian magmas with sulfate and organic matter-rich sedimentary rocks has been proposed as a mechanism for the origin of these remarkable sulfide deposits. Here we fully investigate the interaction and reaction paths, by means of experiments at magmatic conditions and by thermodynamic modeling. We demonstrate how the assimilation of sulfate and organic matter in mafic-ultramafic magmas affects magma composition, crystallization and sulfide saturation. We identify the conditions that favored assimilation and ore formation in Noril’sk-Talnakh intrusions and conclude that the assimilation of sulfate-rich rocks enriched Siberian magmas in sulfur, while the carbonaceous rocks ensured the reduction of the oxidized sulfur and the segregation of exceptional amounts of sulfide melt.One of the consequences of the assimilation of organic material is the formation of an abundant fluid phase in the mafic magma. Our experimental work shows that the strong association between sulfide melt and fluid phase may have a major control on both the mobility and the metal enrichment of the sulfide melt. The fluid phase seems to play a critical role on the accumulation of the sulfide liquid by facilitating the coalescence of those sulfide droplets that are attached to gas bubbles. The experiments also reveal that the presence of a fluid phase consumes the sulfide melt concentrating metals in it. This process may have occurred during the formation of Norilsk-Talnakh sulfide ores and could explain the decreasing sulfide content and increasing metal content from the bottom to the top of the intrusions, i.e. from S-rich, PGE-poor massive sulfides at the base, to disseminated sulfides at intermediate levels and to S-poor, PGE-rich ores in the upper part.
Published: 2021

16. Unravelling the relationship between mafic magmatism and Sb mineralization through dolerite geochemistry (Central Iberian Zone

Author: Campos Rodríguez, Héctor Ricardo, Gloaguen, Eric, Pochon, Anthony, Higueras, Pablo, Lorenzo, Saturnino, Esbrí, José María, Mollé, Valentin, Iacono-Marziano, Giada, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Universidad de Castilla-La Mancha (UCLM), and ANR-05-GANI-0004,CHRONOBOS,Domestication et diversité génomique (SNPs) actuelle et ancienne : Application au bœuf et aux petits ruminants(2005)
Subjects: [SDU]Sciences of the Universe [physics], [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences
Abstract: International audience; This work presents the preliminary results of geochemistry of mafic intrusions (diabase dykes) and their relationship with antimony mineralization in the Central-Iberian Zone (Variscan Belt). Two different areas were studied, the Almadén (Al) and the San Antonio (SA) areas.Both macroscopic and microscopic observations show that mafic dykes are mainly composed by clinopyroxene, plagioclase, Fe-Ti oxides and to a lesser extent of calcite and sulphides (pyrite, chalcopyrite and pyrrhotite). These samples are altered presenting chlorite and epidote as alteration minerals. Pyroxene is sometimes altered to amphibole.Whole rock geochemistry analyses from 20 samples show a difference between SA and Al dolerites. The first fall into the classical basalt field whereas the second fall into the alkali basalt field according to the Zr/TiO2 vs Nb/Y diagram. The tectonic setting for the SA samples coincides with the volcanic arc setting whereas the samples from Al fall into the within plate magmatism. Primitive mantle normalized diagrams display high negative anomalies in Rb, K, with small negative anomalies in Nb and Ta for both SA and Al. High positive anomalies for both areas in Cs, Pb (especially for SA) and Li accompanied by small positive anomalies in P and Ti can be observed. Dolerites from Al are more enriched in Ba, Th, U, Nb, Ba, La, Ce, Sr, P, Nd, Sn, Zr, Hf than SA. All samples are depleted in HREE and enriched in LREE. Anomalies in Rb, Nb, Ta and Li may be related with crustal contamination. Pb anomalies could be associated with assimilation of country rocks, especially marine sediments, this anomaly is also related to subduction processes. Positive P and Ti anomalies of some samples is due to the apatite and ilmenite enrichment respectively. Negative anomalies in K could be associated with presence of phlogopite in the source. Rare Earth Elements contents are compatible with the presence of garnet in the source and low degree of partial melting, this is consistent with the correlation between La/Sm vs Gd/Yb and La/Sm vs Rb. Trace element ratios such as Th/La (0,10 for SA) and (0,09 for Al) suggest an enriched mantle source.Some of these mafic intrusions were collected near antimony mineralization whereas the other are located at distance but in the same swarm of mafic dykes. A spatial and genetic link between Sb mineralization and mafic magmatism has been proposed in other parts of the Variscan Belt, especially in the Armorican Massif.The source of these Sb mineralization could be related to an enriched mantle with crustal contamination. The geochemical link between mafic magmatism and Sb mineralization and their source in the Central Iberian Zone is still a matter of study.AcknowledgmentsThis work was funded by the ANR (ANR-19-MIN2-0002-01), the AEI (MICIU/AEI/REF.: PCI2019-103779) and author’s institutions in the framework of the ERA-MIN2 AUREOLE project, as well as by Project SBPLY/17/180501/000273, Consejería de Educación, Regional Government of Castilla-La Mancha, Spain.
Published: 2021

17. Horizontal and vertical fluid flows as a key control of ore deposition at the basement/cover unconformity: insight from drone imagery of the Vendée coast, France

Author: Bouat, Loïc, Strzerzynski, Pierre, Mourgues, Régis, Branquet, Yannick, Laboratoire de Planétologie et Géodynamique [UMR 6112] (LPG), Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Rennes (GR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Subjects: [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences
Abstract: International audience; Basement/cover interfaces are important transfer zones for hydrothermal fluids responsible for ore deposition, such as U and Pb-Zn deposits. Unconformities are peculiarly mixing zone where basement-derived fluids encounter sedimentary- and/or meteoric-derived fluids; leading to precipitation of these ores. Fluids are channelized by permeability contrast, i.e. impermeable barriers, until being trapped in porous units, i.e. intrinsic porosity and/or secondary porosity (dissolution and karstification process). In this configuration fracturing channelize the fluid flow by breaking impermeable barriers allowing external fluids to enter and react with the rocks (precipitation and/or dissolution). In this way, structural studies are crucial to highlight the fracture network and the potential of geological units to be good reservoirs.In France, many occurrences of sediment-hosted deposits are known in Mesozoic basins (i.e. Aquitaine and Paris Basin) especially above the Variscan basement (Morvan district, SW Massif Central district, Poitou High district). The Vendée coast deposit (South Armorican Massif, France) is known for two Pb-Zn(-Ag) occurrences located in Liassic sediments overlying the Variscan basement. Previous works show that, during the Upper Jurassic extensional event (NNE-SSW horizontal stretching), the ore deposition results from the mixing of two different fluids: (1) low temperature brines following a horizontal path from evaporite to basin borders within Liassic sediments along the unconformity, (2) a high temperature and low salinity fluid rising up through the basement from several kilometres depth by a probable vertical pathway.However, the permeability architecture leading to such mixing remains poorly constrained. The Vendée ore deposits present favourable outcrop conditions to study the structural control of the fluid plumbing system along the basement/cover unconformity. Structural studies assisted by drone imagery coupled with the characterization of the alteration-mineralization pattern show that:(1) Horizontal path for basin brines is controlled by the impermeable barrier of the Toarcien layer overlying Liassic hosting karsts.(2) Vertical path of basement-derived fluids is enhanced by new faults and inherited fractures, respectively generated and reopened by the Jurassic extension.(3) Relative abundance of faults and veins in the Liassic sedimentary cover and the basement is consistent with a mechanical decoupling in a context of fluid overpressure.
Published: 2021
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18. Tourmalinisation in peraluminous granitic context : from experiment to thermodynamic modelling

Author: Olivier Blein, Michel Pichavant, Julien Fort, Arnault Lassin, Stanislas Sizaret, Johann Tuduri, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), and Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)
Subjects: 13. Climate action, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Earth science, Context (language use), Geology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: Tourmaline records the physico chemical conditions during its cristallisation, as its primary chemical zonations are generally unbalanced, its occurrence as alteration product could be used to decipher the physicochemical properties of mineralizing fluids. However, the role of the tourmalinisation in hydrothermal processes remains little studied, if not poorly understood. The complexity of its thermodynamic properties is related to the presence of four cationic sites allowing the accommodation of a wide variety of elements (Henry and Dutrow, 2018). Moreover the phenomena of deprotonation, Si-IVB and valence state, make the approach of solid solution properties complex (Hughes et al., 2001; Henry et al., 2011; Bačík, 2015; Morgan, 2016). Thus, thermodynamic properties are most often estimated (Garofalo et al., 2000; Hinsberg and Schumacher, 2007) and only a few measurements could be carried out on a reduced number of near-endmembers crystals (Kuyunko et al., 1984; Ogorodova et al., 2012).This study aims to investigate experimentally the stability field of schorl (Na-Fe) – dravite (Na-Mg) solid solution at 2 kbar total pressure between 400° and 600°C as a function of the boron content of the fluid and fO2 condition, using an internally heated gas apparatus. Those metasomatic experiments have been conducted on a mixture of naturals crystals of cordierite + albite, representing a peraluminous granite composition in a Na-Mg-Fe-Al-Si-B-O-H system, characterized by a high-Mg, low-Fe content. These experiments were performed in order to simulate a classic aluminous host of these tourmaline alterations in granitic context. The results will be studied, in terms of stability of the tourmaline species, chemistry variation and texture. They will be compared with thermodynamic models build using data from the literature (Korges et al., 2018; Pan et al., 2019 among others) . Ultimately, the objective is to characterize in a P, T, W/R space, the chemical evolution of fluids, the alteration sequence of rocks and the variations in volumes related to the successive reactions.
Published: 2021
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19. Origin and significance of the antimony mineralisation associated to mafic intrusions in the Iberian Zone and the Central Armorican Domain

Author: Anthony Pochon, José María Esbrí, Pablo Higueras, Giada Iacono-Marziano, Héctor Campos, Saturnino Lorenzo, Alexandre Lima, Eric Gloaguen, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), and Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)
Subjects: Antimony, chemistry, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Geochemistry, chemistry.chemical_element, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, Mafic, Geology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Domain (software engineering)
Abstract: In the Central Iberian Zone (CIZ) and its French counterpart, the Central Armorican Domain (CAD), widespread swarms of mafic dykes with various ages and compositions are known. Indeed, numerous mafic events are recognized in the late Neoproterozoic, in the Cambrian to the Ordovician, in the Ordovician to the Devonian, at the Devonian-Carboniferous boundary, in the Permian and in the Jurassic. Such a succession of mantle partial melting events, localised or generalized, may have strong consequences (i) on the composition and the homogeneity of the mantle below both the CIZ and CAD, and (ii) on the transfert of metals in the overlying crust. Moreover, the mantle below these domains must have been modified also by the subduction of large to small oceanic crusts from the Iapetus, the Rheic, the Galicia-Moldanubian and the Paleo-tethys. Although the occurrences of paleo-subductions below the CIZ and CAD remain discussed, the southern border of the CIZ, the Ossa-Morena Zone (OMZ), is considered as a suture zone resulting from a subduction followed by a collision between 390 and 360 Ma (D1), according to the 2 opposite structural vergences at the CIZ/OMZ boundary, as well as the location of a NE-dipping slab imaged by seismic profiles. In the Armorican massif, the end of subduction is also dated at 360 Ma and associated to a north-directed subduction. The trace of this subduction below the CAD is visible in the tomographic dataset. Interestingly, these two domains (CIZ and CAD) contain the largest number of Palaeozoic antimony deposits, antimony being a volatile element. In these domains, the large clustering of antimony deposits and occurrences is observed within a ca 100km wide bands along their southern parts. In the two domains, the antimony deposits are frequently spatially associated with diabase dykes. Diabase dykes and associated antimony mineralisation have been dated at 360 Ma in the CAD but remain temporally unconstrained in the CIZ. Nevertheless, since these dykes are strongly affected by the Variscan deformation a minimum age of 350 Ma is inferred. Both, the peculiar composition of these diabase dykes, relatively enriched in Cs, Li, Pb and relatively depleted in K and Rb, the spatial association with antimony at the end of a 360Ma subduction, suggest a link between antimony and a ca 360Ma mafic magmatism which could result from the partial melting of a subduction-related metasomatized mantle.This work was funded by the ANR (ANR-19-MIN2-0002), the AEI (MICIU/AEI/REF.: PCI2019-103779), the FCT (ERA-MIN/0005/2018) and author’s institutions in the framework of the ERA-MIN2 AUREOLE project (https://aureole.brgm.fr).
Published: 2021
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20. Partial melting as an efficient mechanism to produce rare metal granite?

Author: Fabrice Gaillard, Jérémie Melleton, Eric Gloaguen, Saskia Erdmann, Josselyn Garde, Alexis Plunder, Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), and Magma - UMR7327
Subjects: Metal, Materials science, Chemical engineering, [SDU]Sciences of the Universe [physics], [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, 13. Climate action, visual_art, Partial melting, visual_art.visual_art_medium, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, 15. Life on land, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Mechanism (sociology)
Abstract: Rare metal (HFSE such Sn, W, Ta, Nb and LILLE such Li, Rb) granite represent the most enriched magmatic rocks on Earth. This is especially true for some elements that belongs either to the European list of critical raw materials and/or the conflict minerals (eg. Li, Sn, W, Nb, Ta). Rare metal granites generally emplace in the vincinity of S-type granites during late orogenic stages. The fraction crystallisation mechanism is postulated to be the unique way to produce enriched silicate melt that later leads to ore deposits due to a combination of magmatic/hydrothermal processes. However, some problems persist in the explanation of the genesis of rare metal granite: crystal fractionation alone does not lead to the very high rare metal concentrations; field discrepancies exist between rare metal granites and their supposed parent peraluminous granites that in some cases are unknown. An alternative model - based on the integration of geochemical, experimental, paleogeographical and structural studies – suggests that low degree partial melting could be an efficient mechanism to produce critical metals enriched silicate melts enriched. To test whether this hypothesis makes sense, we present a study of the behaviour of W, Sn, Nb and Ta in metamorphic minerals from various metapelitic rocks. The selected samples do not present anomalous bulk concentrations of these elements with respect to an average continental crust. They formed at different pressure temperature conditions, in different orogenic belts. The rock collection comprises (i) amphibolite-facies staurolite bearing rocks, (ii) sillimanite-bearing rocks and (iii) granulite-facies orthopyroxene-bearing rocks. These samples represent the three main stages of the classical evolution of a collisional gradient leading to partial melting: they respectively belong to the muscovite + biotite domain, the muscovite-out reaction and the biotite-out reaction. We first estimate pressure-temperature conditions of formation of the rocks using pseudosection modelling. We then expose a set of LA-ICP-MS data to identify the critical metal carriers minerals in our samples. Meanwhile, we investigate the behaviour of W, Sn, Nb and Ta during the muscovite out reaction with two piston cylinder experiments (a partial melting experiment and a crystallization experiment). The protolith consists of a staurolite-bearing metapelite that did not suffer partial melting. In the light of these new data, we discuss the framework of the production of critical metal enriched silicate melts. We show that the main carrier of W is muscovite (up to 30 ppm) and that biotite handle Sn at high temperature (up to 40ppm). Using both the data from the natural sample and the experiments, we highlight that muscovite releases W during its destabilisation ant that Sn enters in biotite until the mineral breaks. We finally discuss the implication of multiple low degree partial melting / melt extraction as efficient way to produce enriched silicate melts.
Published: 2021
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21. The genesis of gold in Sb-As and Sb-Au ore veins, new constraints from the study of the La Bellière and La Lucette districts (Armorican Massif, France)

Author: Eric Marcoux, Jérome Gouin, Maxime Picault, Florent Cheval-Garabedian, Michel Faure, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Société Minière Georges Montagnat, and Variscan Mines
Subjects: geography, geography.geographical_feature_category, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Geochemistry, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, Massif, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Geology
Abstract: Shear zones hosted antimony (Sb) quartz vein-type deposits are the most important sources of Sb worldwide. They have been recognized and mined since the Antiquity in the European Variscan belt, and particularly in the French Variscan Massifs, as the Armorican Massif. Among this type of deposit two subtypes are identified, i) the Sb and gold (Au) quartz vein-type (Sb-Au) as the La Lucette deposit located in the North Armorican Domain, and ii) the Sb-As quartz vein-type as those from the la Bellière district in the Ligerian domain.The recent advances in the understanding of the Sb mineralizations in the European Variscan Belt are typically focused on the Sb ore-genesis and its regional implications, ignoring its potential valuable co-products as gold. In this study, detailed textural-mineralogical investigations coupled with geochemical analyses in rock-samples with in-situ EPMA and LA-ICPMS ore-minerals trace element analyses, were carried out for the first time in the Late-Variscan mineralizations from the La Bellière Sb-As occurrences, and the La Lucette Sb-Au deposit, to ascertain the distribution and amount of Au in the ore-minerals and provide new data on ore deposition conditions.In the La Bellière Sb-As occurrences, no visible gold has been observed, but low-grade gold, ranging between 0.2 to 1 g/t Au, are correlated with high-grade As in rock sample. In the La Lucette Sb-Au deposit, historical assays have shown high-grade gold with an average at 40 g/t Au. EPMA and LA-ICP-MS analyses have demonstrated that gold is already present during the early time of the mineralization as invisible gold, trapped in the lattice of the Sb-rich arsenopyrites, with an average grade of 70 ppm Au in La Bellière, and at higher average grade of 223 ppm Au for La Lucette. For both type of mineralization, the early invisible gold is concentrated preferentially in the borders of the arsenopyrite crystals, and is correlated with an increase of the As content, and a decrease of the Sb and Fe. We argue that gold could be added in the arsenopyrite by substitution with the Fe and Sb at high temperature > 300 °C.Visible gold corresponds to the economic gold ore of the Sb-Au mineralizations. In the La Lucette ore, it is emplaced in the late stages, as discrete electrum grains spatially associated with the arsenopyrites, as native gold inclusions within the stibnite, and associated with rare aurostibite. Remobilization processes of the gold-bearing arsenopyrite at lower temperature, coupled with a minor initial enrichment of the Sb-bearing ore-fluid might be responsible of the late high-grade gold ore, and the visible expression of this element. In the absence of such remobilization process with late ore-fluid-enrichment, only low-grade gold is present, under the form of invisible gold in auriferous-arsenopyrites.The presence of a valuable gold co-product, also present in the Sb-As mineralizations, unknown until now in the French Variscan Massifs, will improve its economic attractivity. Gold potential in the huge French Sb-districts as the Vendée or the Brioude-Massiac districts must be reassessed.
Published: 2021
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22. Co-Ni-arsenide mineralisation in the Bou Azzer district (Anti-Atlas, Morocco): genetic model and tectonic implications

Author: Johann Tuduri, Sizaret Stanislas, Moundi Younes, Kouzmanov Kalin, Alain Chauvet, Karfal Abdelhak, El Hassani Abdelfattah, Tourneur Enora, Paquez Camille, Géosciences Montpellier, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Université des Antilles (UA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Geneva [Switzerland], Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Laboratoire GéoSciences Réunion (LGSR), Université de La Réunion (UR)-Institut de Physique du Globe de Paris, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Managem Group and CTT, and Tellus Program of CNRS/INSU
Subjects: Co-Ni-As (-Au-Ag) Bou Azzer district, Vein Massive arsenide ores, Lithology, 020209 energy, Geochemistry, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, Context (language use), 02 engineering and technology, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Geochemistry and Petrology, Breccia, Genetic model, Tectonic implications, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Hydrothermalism, 0105 earth and related environmental sciences, Transtension, Geology, 15. Life on land, Diorite, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Economic Geology, Vein (geology), Mylonite, Serpentinite
Abstract: International audience; The two main types of mineralisation in the Co-Ni-As Bou Azzer district, i.e., “contact” mineralisation” and “cross-cutting” structures have been re-defined based on new field, structural, textural and mineralogical observations. The main orebodies consists of elongated lenses of massive Ni-Co-Fe arsenide minerals. These lenses occur in a core of carbonate or siliceous gangue and are almost exclusively located along the contact between serpentinite and a quartz diorite intrusion. Vein systems, cross-cutting the different lithologies, are ore-bearing only along segments in contact with the serpentinite and/or the massive mineralisation. The two orebody types share a rather similar mineralisation history, starting with a Ni-rich arsenide stage (mainly expressed within the massive mineralisation), followed by a massive Co-arsenide stage recognised in both mineralisation styles, and ending with Fe-rich arsenide and base metal sulphide stage.Detailed field observations, microstructural, tectonic, textural and mineralogical analyses led us to propose a genetic model for the Bou Azzer ore district in which massive mineralisation was formed by alteration and transformation of previously formed breccia levels composed of serpentinite (transformed to gangue) and magnetite/spinel (transformed to Co-Ni arsenide minerals) fragments. Inversely, a tectono-hydrothermal event controlled by a NE oriented transtension generated the vein system, associated certainly with partial leaching and reconcentration of metals from the massive mineralisation because veins are principally mineralised when crossing massive orebodies. We discuss a possible temporal continuum between the two mineralisation styles: massive mineralisation, coeval with serpentinisation (serpentine neoformation), is related to the transformation of brecciated lenses and vein mineralisation is formed as an infill of large fractures during transtensive tectonics. This model has significant tectonic implications, because serpentinite breccia lenses, favourable high-permeability environment for the massive mineralisation formation, can be compared to ophicalcic rocks developed in a context of mantle exhumation by detachment. Two types of textures can be differentiated within the massive mineralisation: i) Brecciated Massive Mineralisation, developed in the core of ophicalcic levels, and ii) Laminated Massive Mineralisation, supposed to form within ancient mylonitic serpentinite levels corresponding to intensive deformation zones. Although the geodynamic significance will not be addressed in this article, we propose and discuss an alternative model in which the presence of exhumed mantle rocks allows the formation of specific massive arsenide deposits.
Published: 2021
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23. Strain partitioning within bending orogens, new insights from the Variscan belt (Chiroulet‐Lesponne domes, Pyrenees)

Author: Baptiste Lemirre, Bryan Cochelin, Yoann Denèle, Michel de Saint Blanquat, Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), State Key Laboratory for Mineral Deposits Research, Nanjing University (NJU), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), ANR-10-LABX-0100,VOLTAIRE,Geofluids and Volatil elements – Earth, Atmosphere, Interfaces – Resources and Environment(2010), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)
Subjects: [SDU.STU.TE]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Tectonics, Lateral strain, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Continental crust, Crust, Context (language use), 15. Life on land, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Transpression, Strain partitioning, Geophysics, Geochemistry and Petrology, Finite strain theory, Shear zone, Petrology, Geology, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: International audience; This study investigates how strain is partitioned within hot orogenic belts in a context of plate-reorganization. We document crustal-scale strike-slip shear zones, plate-scale oroclinal bending, and widespread exhumation of deep crustal domains in the core of nascent Pangea plate during late-Variscan times (ca. 310-290 Ma). The role of strain partitioning in the finite strain patterns is first highlighted at regional-scale by a new detailed structural, kinematic, and petrologic analysis of the Chiroulet and Lesponne gneiss domes in the Pyrenees. Vertical strain partitioning in response to N-S shortening-dominated dextral transpression is secondly documented at the scale of the Variscan domains of the Pyrenees, based on a synthesis of recent geochronological, thermobarometrical, and structural data. We show that the mid-lower crust is affected by eastward lateral flow and the upper crust by penetrative thickening and localized thrusting. Local transverse extension in the mid-lower crust illustrates gravity-driven instability favored by the accumulation of anatectic melts in gneiss domes. Finally, we highlight the respective position of extended and shortened area within the Variscan belt during late-Carboniferous/early-Permian that suggests large-scale lateral strain partitioning and reorganization of the weak continental crust in the core of the Pangea. This distribution appears significantly different from other orogens in a similar context of oroclinal bending, resulting in localization of the shortened zones in the core of the belt. This highlights the influence of the initial and boundary conditions, such as the obliquity of the belt to the applied stress field and the location of free-boundaries, on finite strain patterns.
Published: 2021
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24. Crustal Fault Zones (CFZ) as Geothermal Power Systems: A Preliminary 3D THM Model Constrained by a Multidisciplinary Approach

Author: Michael J. Heap, Hugo Duwiquet, Mathieu Bellanger, Laurent Guillou-Frottier, Théophile Guillon, Laurent Arbaret, Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), TLS-Geothermics, Institut Terre Environnement Strasbourg (ITES), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ANR-19-CE05-0043,GERESFAULT,Ressources géothermales des zones faillées d'échelle crustale : exploration de nouveaux systèmes pour une géothermie compétitive(2019)
Subjects: Convection, QE1-996.5, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Deformation (mechanics), Article Subject, Geology, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Permeability (earth sciences), Heat flux, Fracture (geology), Fluid dynamics, General Earth and Planetary Sciences, Petrology, Geothermal gradient, [SDU.STU.AG]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Applied geology, Intensity (heat transfer), 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: International audience; The Pontgibaud crustal fault zone (CFZ) in the French Massif Central provides an opportunity to evaluate the high-temperature geothermal potential of these naturally permeable zones. Previous 2D modeling of heat and mass transfer in a fault zone highlighted that a subvertical CFZ concentrates the highest temperature anomalies at shallow depths. By comparing the results of these large-scale 2D numerical models with field data, the depth of the 150°C isotherm was estimated to be at a depth of 2.5 km. However, these results did not consider 3D effects and interactions between fluids, deformation, and temperature. Here, field measurements are used to control the 3D geometry of the geological structures. New 2D (thin-section) and 3D (X-ray microtomography) observations point to a well-defined spatial propagation of fractures and voids, exhibiting the same fracture architecture at different scales (2.5 μm to 2 mm). Moreover, new measurements on porosity and permeability confirm that the highly fractured and altered samples are characterized by large permeability values, one of them reaching 10-12 m2. Based on a thermoporoelastic hypothesis, a preliminary 3D THM numerical model is presented. A first parametric study highlights the role of permeability, stress direction, and intensity on fluid flow. In particular, three different convective patterns have been identified (finger-like, blob-like, and double-like convective patterns). The results suggest that vertical deformation zones oriented at 30 and 70° with respect to the maximum horizontal stress direction would correspond to the potential target for high-temperature anomalies. Finally, a large-scale 3D numerical model of the Pontgibaud CFZ, based on THM coupling and the comparison with field data (temperature, heat flux, and electrical resistivity), allows us to explore the spatial geometry of the 150°C isotherm. Although simplified hypotheses have been used, 3D field data have been reproduced.1. Introduction
Published: 2021
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25. Multi-scenario interpretations from sparse fault evidence using graph theory and geological rules

Author: Gautier Laurent, Guillaume Caumon, Gabriel Godefroy, François Bonneau, GeoRessources, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ecole Nationale Supérieure de Géologie (ENSG), Université de Lorraine (UL), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Consortium RING-GOCAD, RING, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Subjects: [SDU.STU.TE]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Tectonics, 010504 meteorology & atmospheric sciences, media_common.quotation_subject, Graph theory, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Ambiguity, Structural basin, 01 natural sciences, Structural consistency, Geophysics, Simulation algorithm, Space and Planetary Science, Geochemistry and Petrology, Seismic line, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), Graph (abstract data type), Uncertainty quantification, Algorithm, [SDU.STU.AG]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Applied geology, 0105 earth and related environmental sciences, media_common
Abstract: Preprint submitted to Journal of Geophysical Research - Solid Earth; International audience; The characterization of geological faults from geological and geophysical data is often subject to uncertainties, owing to data ambiguity and incomplete spatial coverage. We propose a stochastic sampling algorithm which generates fault network scenarios compatible with sparse fault evidence while honoring some geological concepts. This process proves useful for reducing interpretation bias, formalizing interpretation concepts, and assessing first-order structural uncertainties. Each scenario is represented by an undirected association graph, where a fault corresponds to an isolated clique, which associates pieces of fault evidence represented as graph nodes. The simulation algorithm samples this association graph from a possibility graph, whose edges represent the independent association of any two pieces of fault evidence. Each edge carries a likelihood that the endpoints belong to the same fault surface is computed, expressing general and regional geological interpretation concepts. The algorithm is illustrated on several incomplete data sets made of three to six two-dimensional seismic lines extracted from a three-dimensional seismic image located in the Santos Basin, offshore Brazil. In all cases, the simulation method generates a large number of plausible fault networks, even when using restrictive interpretation rules. The case study experimentally confirms that retrieving the reference association is tedious due to the problem combinatorics. Restrictive and consistent rules increase the likelihood to recover the reference interpretation and reduce the diversity of the obtained realizations. We discuss how the proposed method fits in the quest to rigorously (1)~address epistemic uncertainty during structural uncertainty studies and (2)~ quantify subsurface uncertainty while preserving structural consistency.
Published: 2021
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26. Genetic relationship between greisenization and Sn-W mineralizations in vein and greisen deposits: Insights from the Panasqueira deposit (Portugal)

Author: Jérémie Melleton, Gaëtan Launay, Stanislas Sizaret, Eric Gloaguen, Philippe Lach, Marc Poujol, Laurentian University, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Géosciences Rennes (GR), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM), Région Centre, ANR-14-EMIN-0001,NewOreS,Development of New models for the genesis of Rare Metal (W, Nb, Ta, Li) Ore deposits from the European Variscan Belt and valorization of low grade and fine grained ore and mine tailings(2014), ANR-10-LABX-0100,VOLTAIRE,Geofluids and Volatil elements – Earth, Atmosphere, Interfaces – Resources and Environment(2010), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Subjects: Incompatible element, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Geochemistry, engineering.material, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Hydrothermal circulation, Vein and greisen Sn-W deposits, u–pb dating of apatite, magmatic-hydrothermal evolution, Quartz trace chemistry, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, Muscovite chemistry, Quartz, white-mica chemistry, 0105 earth and related environmental sciences, QE1-996.5, Panasqueira, Muscovite, Geology, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Greisen, vein and greisen sn–w deposits, engineering, Vein (geology), U-Pb dating of Apatite, Biotite, [SDU.STU.MI]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Mineralogy
Abstract: The original version of this paper was first published on February 2021, in the BSGF – Earth Sciences Bulletin, 192, 2.However, some remarks from one referee were not incorporated, and the Supplementary material was not available in the published version. For these reasons, we decided to publish this article again, with the necessary corrections and Supplement materials.We apologize for the inconvenience.; International audience; The W-Sn Panasqueira ore deposit is a magmatic-hydrothermal system, which includes a high grade quartz-vein type mineralization and underneath disseminated greisen-type mineralization located in the upper part of a two-mica granite. We investigate genetic and chronological relationships between greisenization of the Panasqueira granite and the formation of ore-bearing quartz veins by monitoring major and trace elements variations in quartz-muscovite assemblages composing the two-mica granite, greisen and ore-bearing quartz veins. Greisen is marked by an overall depletion in Mg, Ti, Ca, Na, Ba, Sr, REE and enrichment in Fe, Li, Rb, Cs, Sn, W that reflect the breakdown of feldspars and biotite and implication of W-Sn-bearing fluids during greisenization. Muscovite from greisen and mineralized quartz veins are enriched in granophile elements (F, Rb, Cs, Li, Sn, W and Zn) compared to magmatic muscovite from the two-mica granite. Trace elements contents in quartz depict evolutionary trends with progressive enrichment in Ge and B and depletion in Al, Ti and Li between magmatic and hydrothermal quartz that emphasize the progressive evolution and cooling of the magmatic-hydrothermal system of Panasqueira. Multivariate statistical approach applied on quartz and muscovite data demonstrates similarities in composition between quartz and muscovite from greisen with those composing ore-bearing quartz veins. These similarities suggest that greisenization and the formation of mineralized veins result from the same hydrothermal event and derived from the same source of hydrothermal fluids. Apatite from greisen and quartz vein yielded respectively U-Pb ages of 292 ± 10 Ma and 295 ± 5 Ma confirming that greisenization and the formation of mineralized veins occurred roughly at the same time. These ages also overlap with the cooling age of the Panasqueira granite (296 ± 4 Ma), indicating a temporal and genetic link between greisenization, W-Sn mineralization and the granite crystallization. Temperatures of the magmatic-hydrothermal system constrained by Ti-in quartz thermometry depicts a cooling trend from magmatic quartz of granite (700-600°C) to hydrothermal quartz of greisen (500-400°C) and veins (450-350°C). These results provide evidences that greisenization and the formation of W-Sn bearing quartz veins occurred at the magmatichydrothermal transition, during which orthomagmatic fluids rich in volatils, incompatible elements and metals (W and Sn) were exsolved at the final stage of solidification of the Panasqueira two-mica granite.
Published: 2021
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27. Modelling of faults in LoopStructural 1.0

Author: Lachlan Grose, Laurent Ailleres, Gautier Laurent, Mark Jessell, Robin Armit, Guillaume Caumon, Monash University [Melbourne], Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), GeoRessources, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Ecole Nationale Supérieure de Géologie (ENSG), Université de Lorraine (UL), Center for Exploration Targeting, The University of Western Australia (UWA), Loop – Enabling Stochastic 3D Geological Modelling / Australian Research Council (grant no. LP170100985), Loop, and RING
Subjects: Surface (mathematics), [SDU.STU.TE]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Tectonics, QE1-996.5, geography, Offset (computer science), geography.geographical_feature_category, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Plane (geometry), ComputingMethodologies_IMAGEPROCESSINGANDCOMPUTERVISION, Geology, Geometry, Fold (geology), Kinematics, Hardware_PERFORMANCEANDRELIABILITY, Fault (geology), 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Displacement (vector), Intersection, [SDU.STU.AG]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Applied geology, 0105 earth and related environmental sciences, ComputingMethodologies_COMPUTERGRAPHICS
Abstract: Without properly accounting for both fault kinematics and observations of a faulted surface, it is challenging to create 3D geological models of faulted geological units. Geometries where multiple faults interact, where the faulted surface geometry significantly deviate from a flat plane and where the geological interfaces are poorly characterised by sparse datasets are particular challenges. There are two existing approaches for incorporating faults into geological surface modelling. One approach incorporates the fault displacement into the surface description but does not incorporate fault kinematics and in most cases will produce geologically unexpected results such as shrinking intrusions, fold hinges without offset and layer thickness growth in flat oblique faults. The second approach builds a continuous surface without faulting and then applies a kinematic fault operator to the continuous surface to create the displacement. Both approaches have their strengths; however, neither approach can capture the interaction of faults within complicated fault networks, e.g. fault duplexes, flower structures and listric faults because they either (1) impose an incorrect (not defined by data) fault slip direction or (2) require an over-sampled dataset that describes the faulted surface location. In this study, we integrate the fault kinematics into the implicit surface, by using the fault kinematics to restore observations, and the model domain prior to interpolating the faulted surface. This new approach can build models that are consistent with observations of the faulted surface and fault kinematics. Integrating fault kinematics directly into the implicit surface description allows for complexly faulted stratigraphy and fault–fault interactions to be modelled. Our approach shows significant improvement in capturing faulted surface geometries, especially where the intersection angle between the faulted surface and the fault surface varies (e.g. intrusions, fold series) and when modelling interacting faults (fault duplex).
Published: 2021
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28. Age and genesis of the rare metals (Sn, Li, Nb-Ta, W) granite cupola of Montebras (Creuse, French Massif Central)

Author: Michel Pichavant, Eric Marcoux, Benjamin Barré, Marc Poujol, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Géosciences Rennes (GR), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), and Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: granite à métaux rares, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Cassiterite, lcsh:QE1-996.5, Geology, engineering.material, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, stockscheider, lcsh:Geology, manganotantalite, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, pneumatolytic, cassitérite, engineering, rare metals granite, pneumatolytique, Humanities, cassiterite, Montebras, 0105 earth and related environmental sciences, [SDU.STU.MI]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Mineralogy
Abstract: International audience; The Montebras cupola is a small massif of granite with rare metals (Sn,W, Li, Nb-Ta) located north of the French Massif Central which emplaced during the upper Carboniferous in an olderhost rock, the Chanon granite (357.2 ± 2.1 Ma). Two magmatic episodes, a microgranite (316.1 ± 4.3 Ma),and an albitic leucogranite (309.8 ± 3.9 Ma) are distinguished. The second develops contact formations at itsroof, in particular a thick stockscheider pegmatite (309.7 ± 4.5 Ma), passing east to lithium greisens and tinbearingflat quartz veins, previously exploited (303.8 ± 4.8 Ma). The cassiterite deposition (associated withmanganocolumbite) spreads from the magmatic phase with crystals disseminated in leucogranite, until theend of the pneumatolytic phase marked by cassiterite-bearing quartz veins. This spreading is marked by aprogressive drop in the concentrations of trace elements (Nb, Ta, Fe, Mn, Mg, Ti) in cassiterite but withoutreaching the domain of typically hydrothermal compositions. During the pneumatolytic phase, cassiterite isaccompanied by rare scheelite, the rare qitianlingite and a frequent wolframite, the composition of which(hubnerite) indicates a magmatic origin for the metal and the fluids involved during the deposition oftungsten. The deposition of sulfides rich in Cu, As and Sn (löllingite, chalcopyrite, tennantite, stannoidite,mawsonite...) marks the transition to the hydrothermal stage and suggests an origin in host rocks for copperand arsenic. The liasic fluorite-baryte event is manifested by the local appearance of veinlets with violetfluorite, baryte and manganapatite. The Montebras dome provides a representative example of the rare metalgranites of the Variscan orogen. It is contemporary with the other rare elements granitic magmas of thenorthern French Massif Central with which it presents similarities but also differences. Its emplacementcould result from a mechanism of the cauldron subsidence type.; -La coupole de Montebras est un petit massif de granite à métaux rares (Sn, W, Li, Nb-Ta) situé au nord du Massif Central Français qui se met en place au Carbonifère supérieur dans un encaissant plus ancien, le granite de Chanon (357,2 ± 2,1 Ma). Deux épisodes magmatiques, un microgranite (316,1 ± 4,3 Ma) et un leucogranite albitique (309,8 ± 3,9 Ma), sont distingués. Le second développe à son toit des formations de contact, notamment une puissante pegmatite stockscheider (309,7 ± 4,5 Ma), passant vers l'est à des greisens à lithium et des filons plats de quartz stannifères anciennement exploités (303,8 ± 4,8 Ma). Le dépôt de cassitérite (associée à la manganocolumbite) s'étale depuis la phase magmatique avec des cristaux disséminés dans le leucogranite, jusqu'à la fin de la phase pneumatolytique marquée par des filons de quartz stannifères. Cet étalement se traduit par une baisse progressive des concentrations en éléments-traces (Nb, Ta, Fe, Mn, Mg, Ti) dans la cassitérite mais sans que soit atteint le domaine des compositions typiquement hydrothermales. Lors de la phase pneumatolytique, la cassitérite est accompagnée de rare scheelite, de la rarissime qitianlingite et d'une wolframite fréquente dont la composition (hübnérite) indique une origine magmatique pour le métal et les fluides impliqués dans le dépôt du tungstène. La paragenèse à sulfures riches en Cu, As et Sn (löllingite, chalcopyrite, tennantite, stannoïdite, mawsonite...) marque le passage à la phase hydrothermale et suggère une origine dans les roches encaissantes pour le cuivre et l'arsenic. L'événement fluo-barytique liasique se manifeste par l'apparition locale de fissures à fluorine violette, barytine et manganapatite. La coupole de Montebras fournit un exemple représentatif des granites à métaux rares de la chaîne varisque. Elle est contemporaine des autres magmas granitiques à éléments rares du nord Massif central avec lesquels elle présente des points de similitude mais aussi des différences. Sa mise en place pourrait relever d'un mécanisme de type cauldron subsidence.
Published: 2021
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29. Erratum to: Genetic relationship between greisenization and Sn–W mineralizations in vein and greisen deposits: Insights from the Panasqueira deposit (Portugal)

Author: Launay Gaëtan, Sizaret Stanislas, Lach Philippe, Melleton Jérémie, Gloaguen Éric, Poujol Marc, Laurentian University, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Géosciences Rennes (GR), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), and Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: QE1-996.5, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDU]Sciences of the Universe [physics], [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, Geology, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: International audience
Published: 2021
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30. Finite Difference Implicit Structural Modeling of Geological Structures

Author: Julien Renaudeau, Modeste Irakarama, Gautier Laurent, Guillaume Caumon, GeoRessources, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Ecole Nationale Supérieure de Géologie (ENSG), Université de Lorraine (UL), Consortium RING, and RING
Subjects: Finite differences, [SDU.STU.TE]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Tectonics, Discretization, Generalization, Computer science, 0208 environmental biotechnology, Finite difference, Boundary (topology), 02 engineering and technology, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Regularization (mathematics), 020801 environmental engineering, Regular grid, Interpolation, Mathematics (miscellaneous), Operator (computer programming), Implicit modeling, General Earth and Planetary Sciences, Applied mathematics, Structural modeling, Regularization operators, [SDU.STU.AG]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Applied geology, 0105 earth and related environmental sciences, Second derivative
Abstract: International audience; We introduce a new method for implicit structural modeling. The main developments in this paper are the new regularization operators we propose by extending inherent properties of the classic one-dimensional discrete second derivative operator to higher dimensions. The proposed regularization operators dis-cretize naturally on the Cartesian grid using finite differences, owing to the highly symmetric nature of the Cartesian grid. Furthermore, the proposed regulariza-tion operators do not require any special treatment on boundary nodes, and their generalization to higher dimensions is straightforward. As a result, the proposed method has the advantage of being simple to implement. Numerical examples show that the proposed method is robust and numerically efficient.
Published: 2021
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31. Plombotectonique des gisements du Maroc

Author: Eric Marcoux, Michel Jébrak, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), and Université du Québec à Montréal = University of Québec in Montréal (UQAM)
Subjects: source crustale, QE1-996.5, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, Geology, isotopes du plomb, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, héritage, maroc, 13. Climate action, [SDU]Sciences of the Universe [physics], atlas, minéralisations, Humanities, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: International audience; The synthesis of 240 lead isotopes analyses, measured on Moroccan ore deposits of Ediacarian to Neogene ages located in all geotectonic domains of Morocco allows a global reflection on the metallogeny of Morocco. The isotopic compositions vary widely, from 17.738 (Bou Skour) to 18.905 (Draa Sfar) for the 206 Pb/ 204 Pb ratio, and from 15.521 to 15.706 for the 207 Pb/ 204 Pb ratio. The source of lead in the studied deposits is located in the upper continental crust, except for those in the Anti-Atlas (Bou Skour, Imiter, etc.) and some in the High Atlas (Azegour) with a clear mantellic contribution. Isotopic variations noted at the scale of a district result either from the presence of several superimposed hydrothermal events calling upon different local sources as at Tighza, or from a single event disturbed by the segmentation of a volcanosedimentary basin, as for the Jebilet and Guemassa ore deposits. At the scale of the deposit (Draa Sfar, Bou Skour), isotopic variations result from the superposition of several hydrothermal events each with their own lead and associated metals. Overall, we can distinguish three generations of lead incorporated successively into the Moroccan geological basement by magmatism and/or hydrothermalism, characterized by their 206 Pb/ 204 Pb ratios: 17.74–17.90 (Panafrican), 18.10–18.40 (Hercynian) and 18.75–18.90 (Alpine). Panafrican lead is present in the Anti-Atlas, and very locally in the Meseta (Bouznika), and feeds in part on the mafic magmatism of Gondwana. Hercynian lead is the most represented and displays a definitive rupture in the source of metals, which is now exclusively crustal. It invades all Moroccan areas, including the Anti-Atlas, where it re-mobilizes and mixes with the panafrican lead. Alpine lead, more discreet, marks out the large scarf going from Agadir to Nador which traces on the surface the mantle plume of the Canaries and accompanies a Neogene magmatism which may also have acted as a simple engine remobilizing Hercynian lead, in particular to form MVT deposits from Touissit. The Hercynian and Alpine lead influxes are partly responsible for resetting the Neoproterozoic mineralization, as at Bou Azzer or Imiter. In the Sawkins’s model, lead isotopic results support successive remobilisations of lead stored in primary and secondary tanks, as well as inheritance phenomena. Finally, the good transfer of the isotopic signature of lead from ore deposits to surface gossans shows that the isotopic geochemistry of lead is a useful tool for mineral exploration in Morocco, moreover for stratiform polymetallic sulphides ore deposits of Hajar type.; La synthèse de 240 analyses isotopiques du plomb, mesurées sur les gisements miniers marocains d’âges édiacarien à néogène appartenant à tous les domaines géotectoniques du Maroc autorise une réflexion globale sur la métallogénie du Maroc. Les compositions isotopiques varient grandement, de 17,738 (Bou Skour) à 18,905 (Draa Sfar) pour le rapport 206 Pb/ 204 Pb, et de 15,521 à 15,706 pour le rapport 207 Pb/ 204 Pb. La source du plomb des gisements étudiés se situe dans la croûte continentale supérieure, excepté pour ceux de l’Anti-Atlas (Bou Skour, Imiter…) et certains du Haut-Atlas (Azegour) à nette contribution du manteau. Les variations isotopiques relevées à l’échelle d’un district résultent soit de la présence de plusieurs événements hydrothermaux superposés sollicitant différentes sources locales comme à Tighza, soit d’un seul événement perturbé par la segmentation d’un bassin volcanosédimentaire, comme pour les amas sulfurés des Jebilet et Guemassa. À l’échelle du gisement (Draa Sfar, Bou Skour), les variations isotopiques résultent de la superposition de plusieurs événements hydrothermaux avec chacun leur propre plomb et métaux associés. Globalement, on peut distinguer trois générations de plomb incorporées successivement dans le socle géologique marocain par le magmatisme et/ou l’hydrothermalisme, caractérisées par leurs rapports 206 Pb/ 204 Pb : 17,74–17,90 (panafricain), 18,10–18,40 (hercynien) et 18,75–18,90 (alpin). Le plomb panafricain est présent dans l’Anti-Atlas, et très localement dans la Meseta (Bouznika), et se nourrit en partie du magmatisme mafique du Gondwana. Le plomb hercynien est le plus représenté et affiche une rupture définitive dans la source des métaux dès lors exclusivement crustale. Il envahit tous les domaines marocains, y compris l’Anti-Atlas, où il remobilise et se mélange avec le plomb panafricain. Le plomb alpin, plus discret, jalonne la large écharpe allant d’Agadir à Nador qui trace en surface le panache mantellique des Canaries et accompagne un magmatisme néogène qui peut aussi avoir agi comme simple moteur remobilisant le plomb hercynien, notamment pour former les gisements MVT de Touissit. Les plombs hercynien et alpin sont en partie responsables du rajeunissement des minéralisations néoprotérozoïques, comme à Bou Azzer ou Imiter. Le Maroc illustre le modèle de Sawkins avec un apport majeur du plomb lors du magmatisme fini-orogénique. Les résultats isotopiques plaident en faveur de remobilisations successives du plomb stocké dans des réservoirs primaires et secondaires avec des phénomènes d’héritage. Enfin le bon transfert de la signature isotopique du plomb des gisements aux gossans de surface, notamment pour les gisements stratiformes de sulfures polymétalliques de type Hajar, montre que la géochimie isotopique du plomb est un outil utilisable pour l’exploration minière au Maroc.
Published: 2021
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32. The role of magma degassing in sulphide melt mobility and metal enrichment

Author: Iacono-Marziano, Giada, Le Vaillant, Margaux, Barnes, Stephen J., Arbaret, Laurent, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), and CSIRO Mineral Ressources Kensington
Subjects: [SDU]Sciences of the Universe [physics], [SDU.STU.PE]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Petrography
Abstract: International audience; A strong association between sulfide droplets and gas bubbles has been observed in both experimental and natural samples (e.g. the picrogabbrodolerites of the Norilsk-Talnakh ore-bearing intrusions), suggesting that the fluid phase may have a major control on the segregation and mobility of the sulfide melt. Here we show how the association between sulfide melt and gas bubbles during magma degassing can have consequences for the accumulation of the sulfide liquid but also for its metal enrichment. Two types of experiments are presented involving magma degassing in sulfide-bearing mafic magmas at 1200°C and variable pressure: experiments simulating the interaction of the magma with coal, and experiments simulating magma decompression. Despite a marked difference in the composition of the fluid phase of the two types of experiments, the sulfide melt and the fluid phase are always associated, with each gas bubble being generally connected to one or several sulfide droplets. By facilitating the coalesce of the sulfide droplets attached to the same gas bubble, the fluid phase therefore seems to play a crucial role on the accumulation of the sulfide liquid. Large sulfide blebs are produced by this process in experimental samples, suggesting that magma degassing can be a potentially critical mechanism for sulfide mobility and accumulation in magmas. Moreover, magma degassing can also play a role on metal content of the sulfide melt: metal enrichment of the sulfide droplets is observed in the degassed samples, due to the consumption of the sulfide melt consequent upon magma degassing. In experimental samples, limited degassing produces metal-enriched sulfide melts, while extensive degassing generates PGMs. The possible implication of this process in the formation of ore-deposits and particularly in those of Norilsk-Talnakh is discussed, with a particular attention to the disseminated sulfides in the picrogabbrodolerites and the S-poor, PGE-rich ores.
Published: 2020

33. pXRF Measurements on Soil Samples for the Exploration of an Antimony Deposit: Example from the Vendean Antimony District (France)

Author: Eric Gloaguen, Bruno Lemiere, Peter Filzmoser, Dominika Mikšová, Jérémie Melleton, Pascal Auger, Maarit Middleton, Loïc Bouat, Virginie Derycke, Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Le Mans Université (UM), Vienna University of Technology, and Geological Survey of Finland
Subjects: Sample selection, mineral exploration, lcsh:QE351-399.2, Soil test, antimony, chemistry.chemical_element, Mineralogy, 010501 environmental sciences, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Antimony, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, [MATH.MATH-ST]Mathematics [math]/Statistics [math.ST], [SDU.STU.AG]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Applied geology, 0105 earth and related environmental sciences, Horizon (geology), lcsh:Mineralogy, pXRF, Anomaly (natural sciences), Vendean antimony district, Sampling (statistics), Geology, Geotechnical Engineering and Engineering Geology, Mineral exploration, chemistry, Environmental science
Abstract: Mineral exploration is increasingly challenging in inhabited areas. To evaluate the potential of soil analysis by pXRF (portable X-ray fluorescence) as a low-footprint exploration technique, we revisited a historic Sb district in an agricultural area and performed shallow-soil sampling (Ah and B horizons) along profiles across known veins to capture the endogenic geochemical anomaly signals. Despite an expected bias between pXRF measurements and laboratory analyses, the former effectively located the Sb veins, especially when using their multi-element capabilities. Composition data processing (CoDa) and horizon-selective sampling significantly improved the method&rsquo, s efficiency. On-site measurements allow dynamic sampling and mapping, helping with faster, cost-effective sample selection for further laboratory investigations. Based on this case study, where similar geochemical patterns were obtained for both horizons, application of an on-site approach to a humic horizon can increase survey efficiency and decrease impacts.
Published: 2020
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34. Re-localising the extraction of mineral resources: the challenges of lithium in Europe

Author: Millot, Romain, Gourcerol, Blandine, Gloaguen, Eric, Lefebvre, Gaétan, Melleton, Jérémie, Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Subjects: [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, [SDE.ES]Environmental Sciences/Environmental and Society
Abstract: article de vulgarisation en anglais; International audience
Published: 2020

35. ERA-MIN2 AUREOLE project : tArgeting eU cRitical mEtals (Sb, W) and predictibility of Sb-As-Hg envirOnmentaL issuEs

Author: Saturnino Lorenzo, Stanislas Sizaret, Eric Gloaguen, Pablo Higueras, Giada Iacono-Marziano, Laurent Guillou-Frottier, Helena Sant'Ovaia, Aubery Wissocq, Alexandre Thibault, Charles Gumiaux, Daniel Pierre, Fabienne Battaglia-Brunet, Axel Aurouet, Romain Augier, Francisco Jesus Garcia, Alexandre Lima, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Universidad de Castilla La Mancha Dept Ingenieria Geologica y Minera, Universidad de Castilla-La Mancha (UCLM), Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP), Universidade do Porto, ANTEA Group, ANTEA, ERA-MIN2, European Geosciences Union, and AUREOLE
Subjects: Work package, Earth science, Antimony 124, environmental risk assessment, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, Weathering, 7. Clean energy, Natural (archaeology), Variscan, Mineral exploration, Environmental risk, Prospectivity mapping, 13. Climate action, ore deposit, Environmental science, Environmental impact assessment, mineral propsectivity, [SDU.STU.AG]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Applied geology, Environmental risk assessment
Abstract: Antimony (Sb) is a critical metal for Europe. Indeed, Sb is widely used in a variety of industrial operations, especially in the European aircraft industry, such as production of flame retardants, plastics, paint pigments, glassware and ceramics, alloys in ammunition and battery manufacturing plants.Despite its strategic importance, the knowledge on Sb and its ore deposits remains poorly constrained. Moreover, Europe remains under the threat of an essentially Chinese supply despite a proven potential for European deposits that contain also strategic and precious co-products (W, Au). In parallel, Sb and associated metalloids (As, Hg, etc) are more and more recognised as a global threat for human health and it has been demonstrated that most of elevated concentrations of Sb on earth surface originate from natural, geogenic sources. Then, a first large-scale identification of these areas where primaries resources occur and metalloids can contaminate humans should be a priority.To achieve its objectives, the overall approach of the ERA-MIN2 AUREOLE project (2019-2022 - https://aureole.brgm.fr) is based on disruptive concepts: i) development of a 3D large-scale metallogenic model integrating deep-seated processes to determine the spatial distribution of ore deposits; ii) the use of mineral prospectivity data weighted by surface data to determine the probability of environmental risk over large areas.The work package (WP) 1 is dedicated to produce the new 3D deep-seated metallogenic model for antimony mineralisations and contribute to the global 3D understanding of the Sb mineralising processes. The WP2 is designed to the understanding of processes - such as geomorphology, weathering, climate - that control the mobilisation and transport of metalloids at the earth surface. The WP3 will use results from WPs 1 & 2 to produce large-scale mineral prospectivity and a large-scale environmental risk assessment by weighting mineral prospectivity with earth surface properties, such as DTM, rainfall, weathering cartographic maps, etc.The AUREOLE project will bring new scientific knowledge on Sb and Sb deposits, for a better mineral exploration targeting.The expected outcomes will be several high-impact deliverables devoted to the targeting of new Sb deposits and a new large-scale environmental assessment maps for decision-making dealing with humans health. Long term expected impacts would be an increase of EU Sb resources and EU Sb sustainable supply. Because of its implications for European critical metals, the AUREOLE project will provide new findings and results to the SCRREEN project (Solutions for Critical Raw Materials – a European Expert Network) and to the IMP@CT project (Integrated Mobile Modularised Plant and Containerised Tools for sustainable, selective, low-impact mining of small, high-grade or complex deposits). It will also interact with the Geo-ERA FRAME project (Forecasting and assessing Europe’s strategic raw materials needs).
Published: 2020

36. Syntectonic carbonation during synmagmatic mantle exhumation at an ocean-continent transition

Author: Gianreto Manatschal, M.E. Epin, Rémi Coltat, J. Collot, Philippe Boulvais, Yannick Branquet, Géosciences Rennes (GR), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut de physique du globe de Strasbourg (IPGS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CNRS–INSU (CESSUR), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Subjects: [SDU.STU.TE]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Tectonics, Basalt, 010504 meteorology & atmospheric sciences, δ18O, Carbonation, Geochemistry, Geology, Fluid circulation, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Mantle (geology), Extensional definition, Nappe, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, 13. Climate action, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: International audience; A Jurassic extensional detachment associated with carbonated serpentinites and basalts is preserved at Falotta (Platta nappe, southeastern Switzerland). Structural data indicate that fluid circulation occurred during late increments of extension along the detachment plane at the contact between serpentinites and basalts. The homogeneity of the isotopic signatures (δ18O ~16‰ and δ13C centered on 0‰–1‰) can be best explained by a single, sudden seawater-derived carbonation event at temperatures of ~100 °C. Carbonation was focused in the high-permeability zone along the detachment. Our model yields new insights for carbonation processes related to mantle exhumation.
Published: 2019
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37. Deciphering fluid flow at the magmatic-hydrothermal transition: A case study from the world-class Panasqueira W–Sn–(Cu) ore deposit (Portugal)

Author: Eric Gloaguen, Filipe Pinto, Stanislas Sizaret, Gaëtan Launay, Laurent Guillou-Frottier, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Beralt Tin & Wolfram, Geology Department, Universidade do Porto, This research took part in the ERAMIN project 'New Ores' and was financially supported by the French Geological Survey (BRGM) (RP18DGR001), the Region Centre (101985), and the Labex Voltaire (ANR-10-LABX-100-01)., and ANR-10-LABX-0100,VOLTAIRE,Geofluids and Volatil elements – Earth, Atmosphere, Interfaces – Resources and Environment(2010)
Subjects: Wolframite, Mineralization (geology), 010504 meteorology & atmospheric sciences, Tourmaline, Geochemistry, engineering.material, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Hydrothermal circulation, Geophysics, Space and Planetary Science, Geochemistry and Petrology, Greisen, Panasqueira, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), engineering, Metasomatism, Vein (geology), [SDU.STU.AG]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Applied geology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Geology, [SDU.STU.MI]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Mineralogy, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: Deciphering the behavior of fluid flow at the magmatic-hydrothermal transition is crucial to understanding the physical processes leading to the formation of intrusion-related ore deposits and hence to predicting the locations of mineralized bodies. However, the hydrodynamics (direction and velocity) of the hydrothermal fluid flows related to this transitional stage remains poorly constrained. Here we present a coupled textural and chemical study performed on tourmaline growth bands to constrain fluid flow during the initiation of the hydrothermal system of the Panasqueira W–Sn–(Cu) deposit. This exceptional deposit consists of a dense network of flat wolframite and cassiterite-bearing quartz veins intensely developed above a well-known but hidden greisen cupola. The W–Sn mineralization is preceded by a tourmalinization stage occurring as metasomatic halos around veins and as selvages developed along the vein–wall-rocks contacts. Results emphasize the key role of the greisen cupola in fluid focusing and the role of fluid overpressure during vein opening. Velocity values highlight an efficient transport of metals in veins largely dominated by advective processes (10−4 to 10−3 m s−1), whereas fluid flow in the altered wall-rocks is slow and pervasive (10−6 to 10−5 m s−1), suggesting that element transport through the metasedimentary host rock was low and limited to the alteration haloes. LA-ICP-MS analyses of tourmaline growth bands reveal that fluids coming from the cupola are enriched in Na, K, Li, Sr and Sn, emphasizing the contribution of magmatic fluids during vein formation and the metasomatic alteration of the wall-rocks. More generally, this study demonstrates that the apical portions of granite bodies act as emanative centers of mineralizing fluids, and highlights the usefulness of mineral growth band analysis in the search for intrusion-related mineralization.
Published: 2018
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38. Variscan Sb-Au mineralization in Central Brittany (France): A new metallogenic model derived from the Le Semnon district

Author: Anthony Pochon, Eric Gloaguen, Yannick Branquet, Marc Poujol, Gilles Ruffet, Marie-Christine Boiron, Philippe Boulvais, Charles Gumiaux, Florence Cagnard, Fanny Gouazou, Denis Gapais, Géosciences Rennes (GR), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), GeoRessources, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), INSU CESSUR Project, Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Subjects: geography, SLATES, Mineralization (geology), geography.geographical_feature_category, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Geochemistry, Geology, Crust, Massif, Le Semnon deposit, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Spatio-temporal link with mafic rocks, Early Carboniferous hydrothermal event, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, Geochemistry and Petrology, Absolute dating, Magmatism, Armorican Massif, Shallow Sb-Au mineralization, Economic Geology, Fluid inclusions, Mafic, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: International audience; Numerous Sb-Au deposits are known in the European Variscan belt and are often associated with the lateVariscan hydrothermal events linked to postorogenic extension and strike-slip faults, through the whole belt. Thecentral part of the Armorican Massif (Central Brittany) hosts several Sb-Au deposits, such as the Le Semnondeposit. However, little is known about its formation, its structural control or hydrothermal history. In order toprovide new constraints on the Sb-Au mineralization framework of the Variscan Armorican Massif, structural,geochronological and chemical analyses have been performed on the Le Semnon Sb-Au deposit. First, wehighlight that Sb-Au mineralization consists of fault-fill and flat extensional vein systems resulting from smallscalefault-valve mechanism controlled by fluid overpressure at shallow depth. Indeed, this deposit is characterizedby the presence of dolerite dykes which acted as the plumbing system for fluids within impermeableslates. The low permeability of the slates permitted the establishment of local supralithostatic fluid pressure in apredominantly hydrostatic regime. Coupled with new (micro-) textural evidences, a reappraisal of the parageneticevolution and new physico-chemical data, 40Ar/39Ar and U-Pb analyses show that the Le Semnon Sb-Aumineralization was emplaced around 360 Ma and therefore indicates an early hydrothermal event in theVariscan history of the Armorican Massif. Moreover, absolute dating of mafic magmatism coupled with hydrothermalalteration associated with the deposition of Sb-Au mineralization strongly suggest that the emplacementof the Sb-Au mineralization was coeval with the emplacement of the host rock doleritic dyke.Furthermore, the high temperature recorded in fluid inclusions and the paragenetic evolution suggests an elevatedthermal anomaly in Central Brittany. Thus, we propose that the emplacement of the widespread maficmagmatism at ca. 360 Ma played a major role in the mobilization of fluid flows and the redistribution of metalsin the Armorican crust.
Published: 2018
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39. Determination of Hydrogen–Water Relative Permeability and Capillary Pressure in Sandstone: Application to Underground Hydrogen Injection in Sedimentary Formations

Author: Michel Pichavant, Pascal Audigane, Stéphane Gaboreau, Alizera Yekta, Jean-Charles Manceau, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), and Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)
Subjects: Capillary pressure, Materials science, Yield (engineering), 010504 meteorology & atmospheric sciences, Hydrogen, Capillary action, General Chemical Engineering, 0208 environmental biotechnology, Analytical chemistry, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Catalysis, Viscosity, Porosity, 0105 earth and related environmental sciences, Relative permeability, 6. Clean water, 020801 environmental engineering, chemistry, [SDU]Sciences of the Universe [physics], 13. Climate action, Underground hydrogen storage, Two-phase flow core-flooding experiment
Abstract: To provide quantitative data for the development of underground hydrogen storage in porous sedimentary rocks, capillary pressures and relative permeabilities have been measured for the hydrogen–water system. The tests have been performed on a Triassic sandstone. Two potential underground hydrogen storage conditions (“shallower”: 55 bar, 20 $$^{\circ }\hbox {C}$$ and “deeper”: 100 bar, 45 $$^{\circ }\hbox {C}$$ ) have been investigated. Capillary pressure curves have been measured following a modified semi-dynamic technique. The data have been combined with mercury injection capillary pressure measurements to derive a model for capillary pressure valid over almost the entire water saturation range. Interfacial tensions and contact angles for the hydrogen–water system have been also derived. Relative permeability curves measured with the steady-state technique yield low values for minimum water saturations of $$\sim $$ 40%. When combined with the capillary pressure data, the relative permeability of hydrogen in sandstone can be evaluated for almost the total range of water saturation. Capillary numbers calculated for our relative permeability experiments indicate a capillary-limited flow regime for the hydrogen–water system. Despite the two differing sets of conditions investigated and this flow regime, the relative permeability curves stay very close from each other, an effect attributed to the almost constant viscosity of hydrogen under our pressure and temperature conditions. This is in contrast with other fluid pairs (e.g., $$\hbox {CO}_{2}$$ –water system) where capillary numbers can strongly vary with pressure and temperature. Similarly, capillary pressure data vary little between the experimental conditions. The interpretation of the results would suggest that the relative permeability and capillary pressure results from this study are applicable to a wide range of pressure and temperature conditions.
Published: 2018
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40. Numerical modelling of erosion and assimilation of sulfur-rich substrate by martian lava flows: Implications for the genesis of massive sulfide mineralization on Mars

Author: Marco L. Fiorentini, Fabrice Gaillard, Raphael J. Baumgartner, David Baratoux, Centre for Exploration Targeting, The University of Western Australia (UWA), Institut Fondamental d'Afrique Noire (IFAN), Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Subjects: chemistry.chemical_classification, Martian, geography, geography.geographical_feature_category, [SDU.ASTR]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph], 010504 meteorology & atmospheric sciences, Sulfide, Lava, Geochemistry, Astronomy and Astrophysics, Mars Exploration Program, Volcanism, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Volcanic rock, chemistry, Space and Planetary Science, Hesperian, Sulfate assimilation, Geology, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: International audience; Mantle-derived volcanic rocks on Mars display physical and chemical commonalities with mafic-ultramafic ferropicrite and komatiite volcanism on the Earth. Terrestrial komatiites are common hosts of massive sulfide mineralization enriched in siderophile-chalcophile precious metals (i.e., Ni, Cu, and the platinum-group elements). These deposits correspond to the batch segregation and accumulation of immiscible sulfide liquids as a consequence of mechanical/thermo-mechanical erosion and assimilation of sulfur-rich bedrock during the turbulent flow of high-temperature and low-viscosity komatiite lava flows. This study adopts this mineralization model and presents numerical simulations of erosion and assimilation of sulfide- and sulfate-rich sedimentary substrates during the dynamic emplacement of (channelled) mafic-ultramafic lava flows on Mars. For sedimentary substrates containing adequate sulfide proportions (e.g., 1 wt% S), our simulations suggest that sulfide supersaturation in low-temperature (1400°C). The precious-metals tenor in the derived immiscible sulfide liquids may be significantly upgraded as a result of their prolonged equilibration with large volumes of silicate melts along flow conduits. The influence of sulfate assimilation on sulfide supersaturation in martian lava flows is addressed by simulations of melt-gas equilibration in the C-H-O-S fluid system. However, prolonged sulfide segregation and deposit genesis by means of sulfate assimilation appears to be limited by lava oxidation and the release of sulfur-rich gas. The identification of massive sulfide endowments on Mars is not possible from remote sensing data. Yet the results of this study aid to define regions for the potential occurrence of such mineral systems, which may be the large canyon systems Noctis Labyrinthus and Valles Marineris, or the Hesperian channel systems of Mars’ highlands (e.g., Kasei Valles), most of which have been periodically draped by mafic-ultramafic lavas.
Published: 2017
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41. Assimilation of sulfate and carbonaceous rocks: Experimental study, thermodynamic modeling and application to the Noril’sk-Talnakh region (Russia)

Author: Nicholas Arndt, Giada Iacono-Marziano, Ida Di Carlo, Clément Ferraina, Fabrice Gaillard, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Magma - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut des Sciences de la Terre (ISTerre), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), ANR-12-JS06-0009,InterVol,Interprétation quantitative des interactions magma-roches sédimentaires par approche expérimentale: implications sur les émissions volcaniques de volatiles et la formation de gisements miniers.(2012), ANR-10-BLAN-0621,ELECTROLITH,Le devenir des volatils et les conductivités électriques du manteau connectés par les carbonatites(2010), European Project: 279790,EC:FP7:ERC,ERC-2011-StG_20101014,ELECTROLITH(2011), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Métallogénie - UMR7327, and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Subjects: Experimental petrology, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Sulfide, Geochemistry, chemistry.chemical_element, engineering.material, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, Noril’sk-Talnakh intrusions, Geochemistry and Petrology, Ultramafic rock, Organic matter, Sulfate assimilation, Sulfate, 0105 earth and related environmental sciences, chemistry.chemical_classification, Olivine, Anhydrite, Geology, Sulfur, Magma-sediment interaction, chemistry, 13. Climate action, Magmatic sulfides, engineering, Economic Geology, Thermodynamic modeling, [SDU.STU.MI]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Mineralogy
Abstract: International audience; Most of the intrusions in the Noril’sk-Talnakh region (Siberia) are hosted in thick sedimentary sequences including abundant evaporitic and terrigenous sedimentary rocks. Three mafic-ultramafic intrusions in this region contain unusually thick massive sulfide deposits, which represent one of the world's largest economic concentrations of Ni, Cu and PGE. The interaction of Siberian magmas with sulfate and organic matter-rich sedimentary rocks has been proposed as a possible mechanism for the origin of these exceptional sulfide deposits but the interaction process and the reaction paths have never been fully investigated. Here we clarify, by both experimental petrology and thermodynamic modeling, how sulfate and organic matter assimilation occur in mafic-ultramafic magmas, affecting magma composition, crystallization and sulfide saturation.Interaction experiments were conducted at conditions relevant to the emplacement of Noril’sk type intrusions (1200 °C, ∼80 MPa) to simulate the assimilation of sulfate and/or organic compounds by ultramafic magmas. We used a picrite from Noril’sk1 intrusion, and coal and anhydrite from the area as starting materials. The experimental results show that the incorporation of anhydrite into the magma occurs by chemical dissolution in the melt, which increases the magma's sulfur content, but suppresses sulfide saturation and reduces olivine crystallization. Extreme assimilation leads to sulfate saturation in the magma and high dissolved sulfur contents of 0.9±0.1 wt.% S. Conversely, coal assimilation promotes sulfide segregation and magma crystallization, while decreasing the dissolved H2O content of the melt and increasing the amount of coexisting fluid phase.We also employed gas-melt thermodynamic calculations to quantify the effect of these assimilations on the redox conditions and the S content of the magma, and investigate the role of temperature, pressure, and initial gas content of the magma in the assimilation process. We quantify how sulfate assimilation strongly oxidizes the magma and increases its S content; both effects are intensified by increasing pressure (from 50 to 100 MPa in this study), decreasing temperature (from 1350 to 1200 °C in this study), and decreasing amounts of fluid phase initially coexisting with the magma (from 2 to 0 wt.%). The interaction with organic matter (CH in this study) induces a strong reduction of the magma, even for extremely low degrees of assimilation (few tenths of wt.%), and the dehydration of the melt.We therefore suggest that in the Noril’sk-Talnakh district (1) additional S was supplied to mantle derived magmas by the assimilation of evaporitic rocks, and was transported during magma ascent in the form of dissolved, oxidized S; (2) a substantial reduction of the magma inducing sulfide segregation and important crystallization then occurred due to the interaction with carbonaceous sediments. This mechanism can potentially produce massive sulfide deposits by important sulfate assimilation (locally higher than 3 wt.% CaSO4) and minor organic matter assimilation (few tenths of wt.% CH); however, if one of the two steps does not occur, or the assimilation in (1) is not large enough, disseminated sub economic or no sulfide deposits are produced. We conclude that exceptional conditions favoring substantial assimilation of sediments are needed to generate exceptional ore deposits like those of the Noril’sk-Talnakh district.
Published: 2017
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42. Petrogenetic differences between the Middle-Late Jurassic Cu-Pb-Zn-bearing and W-bearing granites in the Nanling Range, South China: A case study of the Tongshanling and Weijia deposits in southern Hunan Province

Author: Rongqing Zhang, Jianjun Lu, Jin-Wei Wu, Stanislas Sizaret, Rucheng Wang, Dongsheng Ma, Xu Zhao, XuDong Huang, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), State Key Laboratory for Mineral Deposits Research, Nanjing University (NJU), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Chinese Academy of Sciences Key Laboratory of Mineralogy and Metallogeny, and Guangzhou Institute of Geochemistry
Subjects: Basalt, Underplating, Middle-Late Jurassic, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Partial melting, Geochemistry, Crust, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Cu-Pb-Zn-bearing granites, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Asthenosphere, Genetic model, W-bearing granites, General Earth and Planetary Sciences, Petrogenesis, Mafic, Petrology, Nanling Range, Geology, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: International audience; The Middle-Late Jurassic Cu-Pb-Zn-bearing and W-bearing granites in the Nanling Range have distinctly different mineralogical and geochemical signatures. The Cu-Pb-Zn-bearing granites are dominated by metaluminous amphibole-bearing granodiorites, which have higher CaO/(Na2O+K2O) ratios, light/heavy rare earth element (LREE/HREE) ratios, and δEu values, lower Rb/Sr ratios, and weak Ba, Sr, P, and Ti depletions, exhibiting low degrees of fractionation. The W-bearing granites are highly differentiated and peraluminous, and they have lower CaO/(Na2O+K2O) ratios, LREE/HREE ratios, and δEu values, higher Rb/Sr ratios, and strong Ba, Sr, P, and Ti depletions. The Cu-Pb-Zn-bearing granites were formed predominantly between 155.2 and 167.0 Ma with a peak value of 160.6 Ma, whereas the W-bearing granites were formed mainly from 151.1 to 161.8 Ma with a peak value of 155.5 Ma. There is a time gap of about 5 Ma between the two different types of ore-bearing granites. Based on detailed geochronological and geochemical studies of both the Tongshanling Cu-Pb-Zn-bearing and Weijia W-bearing granites in southern Hunan Province and combined with the other Middle-Late Jurassic Cu-Pb-Zn-bearing and W-bearing granites in the Nanling Range, a genetic model of the two different types of ore-bearing granites has been proposed. Asthenosphere upwelling and basaltic magma underplating were induced by the subduction of the palaeo-Pacific plate. The underplated basaltic magmas provided heat to cause a partial melting of the mafic amphibolitic basement in the lower crust, resulting in the formation of Cu-Pb-Zn mineralization related granodioritic magmas. With the development of basaltic magma underplating, the muscovite-rich metasedimentary basement in the upper-middle crust was partially melted to generate W-bearing granitic magmas. The compositional difference of granite sources accounted for the metallogenic specialization, and the non-simultaneous partial melting of one source followed by the other brought about a time gap of about 5 Ma between the Cu-Pb-Zn-bearing and W-bearing granites.
Published: 2017
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43. Mineral Prospectivity Mapping at European scale of energy critical elements (lithium, cobalt, graphite)

Author: Bertrand, Guillaume, Sadeghi, Martiya, Gloaguen, Eric, Tourlière, Bruno, Gautneb, Håvard, Törmänen, Tuomo, De Oliveira, Daniel, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Geological Survey of Sweden, sgu, Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Geological Survey of Norway (NGU), Geological Survey of Finland, Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (COPPE-UFRJ), and Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
Subjects: [SDU.STU.AG]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Applied geology
Abstract: Lithium, cobalt and natural graphite are essential for energy storage technologies. Lithium and cobalt are used in rechargeable batteries. Natural graphite is used as refractory for steel production, but its consumption for batteries is growing significantly. Demand for these elements is expected to surge with the increasing electrification in the transport sector. Both natural graphite and cobalt are critical raw materials (CRM) for the EU, while lithium is above the supply risk threshold. As these elements are produced outside Europe, their supply for the European industry is potentially a threat. To address this issue, the FRAME project has been designed to research CRM in Europe that are essential for "green" energy supply technologies. An objective of FRAME is to produce predictive assessments of CRM based on GIS exploration tools at continental scale, in order to identify high potential mineral provinces and mining districts. In this contribution, we present mineral prospectivity maps of Europe for primary lithium, cobalt and graphite. They are based on CBA ("Cell Based Association") that is an alternative to GIS supported prospectivity methods, developed by BRGM to better manage uncertainties related to cartographic data (e.g., lithological contours or point locations). We present the approach, benefits for continental scale MPM and results. We have also applied a classical Weight of Evidence (WofE) method and hybrid fuzzy WofE model for mineral potential mapping that generates fuzzy predictor patterns based on (a) knowledge-based fuzzy membership values and (b) data-based conditional probabilities applied to a comparison of the results.
Published: 2020

44. Crustal Fault Zones: New targets for geothermal exploration? Insights from the Pontgibaud Fault Zone in the French Massif Central

Author: Duwiquet, Hugo, Guillou-Frottier, Laurent, Bellanger, Mathieu, Arbaret, Laurent, Heap, Michael, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), TLS-Geothermics, Géodynamique - UMR7327, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géophysique expérimentale (IPGS) (IPGS-GE), Institut de physique du globe de Strasbourg (IPGS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), and Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)
Subjects: Pontgibaud Fault Zone, connected porosity, high-temperature geothermal system, numerical modelling, French Massif Central, [SDU.STU.AG]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Applied geology, Permeability
Abstract: International audience; Using a multidisciplinary approach, the present study aims to understand the potential of a new and novel type of geothermal system for high temperature and electricity production: Crustal Fault Zones (CFZ). Due to an intensive multivariate dataset, the Pontgibaud fault zone emerges as an ideal case study for understanding the factors controlling fluid flow in a fault zone system. 2D and 3D numerical modelling, as well as field and laboratory data, made it possible to quantify this new geothermal resource.
Published: 2020

45. Polygenic chamosite from a hydrothermalized oolitic ironstone (Saint-Aubin-des-Châteaux, Armorican Massif, France): crystal chemistry, visible-near-infrared spectroscopy (red variety) and geochemical significance

Author: Olivier Rouer, Eric Gloaguen, Yves Moëlo, Emmanuel Fritsch, Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), GeoRessources, and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)
Subjects: Chamosite, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Crystal chemistry, visible-NIR spectroscopy, Analytical chemistry, Vis-NIR spectroscopy (red variety) and geochemical significance, Vanadium, chemistry.chemical_element, engineering.material, 010502 geochemistry & geophysics, France): crystal chemistry, 01 natural sciences, Hydrothermal circulation, Ironstone, Geochemistry and Petrology, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, Pleochroism, crystal chemistry, Quartz, 0105 earth and related environmental sciences, geography, geography.geographical_feature_category, Chemistry, Massif, chamosite, engineering, vanadium, Armorican Massif, France, Châteaux, [SDU.STU.MI]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Mineralogy
Abstract: Several generations of chamosite, including a red variety, occur in the Ordovician hydrothermalized oolitic ironstone from Saint-Aubin-des-Châteaux (Armorican Massif, France). Their chemical re-examination indicates a low Mg content (0.925 < Fe/(Fe + Mg) < 0.954), but a significant variation inIVAl. Minor vanadium is present at up to 1.1 wt.% oxide. Variations inIVAl, the vanadium content and the colour of chamosite are related to the hydrothermal reworking of the ironstone. Taking into account other published data, the ideal composition of chamosite is (Fe5–xAl1+x)(Si3–xAl1+x)O10(OH)8, with 0.2
Published: 2020
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46. The La Bellière gold and antimony district (French Armorican Massif): a two-stage evolution model controlled by Variscan strike-slip tectonic

Author: Florent Cheval-Garabedian, Michel Faure, Jérome Gouin, Maxime Picault, Eric Marcoux, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Variscan Mines, Métallogénie - UMR7327, and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Subjects: 020209 energy, Geochemistry, 02 engineering and technology, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Nappe, Geochemistry and Petrology, Viséan, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, La Bellière district, Paragenesis, 0105 earth and related environmental sciences, Or300 hydrothermal event, [SDU.STU.TE]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Tectonics, geography, geography.geographical_feature_category, Variscan metallogeny, Orogenic gold, Geology, Massif, Sb mineralization, Sinistral and dextral, Shear (geology), Structural control, Armorican Massif, Economic Geology, Shear zone, Vein (geology)
Abstract: International audience; The La Bellière gold district, in the Ligerian domain of the Armorican Massif is the third one of France in term of production. It shows gold-bearing quartz veins neighboring with a complex network of Sb veins, hosted in the Neoproterozoic metasedimentary basement of the Mauges Nappe. New structural data, mineralogical, textural and geochemical assays have been carried out to clarify the gold and Sb veins relationships. Our results favor of two-step hydrothermal event with an early deep-seated gold event followed by a late shallower Sb event. The gold-bearing quartz veins are hosted by N60°E to N90°E sinistral strike-slip faults. These veins exhibit a four-stage paragenesis: 1) early barren quartz filling, 2) arsenopyrite-pyrite with minor scheelite assemblage, 3) gold and base metal sulfides crystallized after a ductile/brittle deformation stage, and 4) pyrite-carbonate coeval with a late brittle stage. These results support a continuous evolution model from a deep emplacement level (12 to 9 km) to a shallow one (7 to < 5 km) with a brutal change in the P/T conditions that triggered the deposition of gold (stage 2) controlled by a seismic-valve mechanism. On the contrary, Sb veins correspond to open space vein types, hosted in a N20°W to N20°E conjugated strike-slip fault network arranged in a Riedel shear model, controlled by N130-140°E regional dextral strike-slip shear zone associated to the South Armorican Shear Zone system. A two-stage evolution is recognized, the first one consists of early pyrite-arsenopyrite with microcrystalline quartz, followed by a late stibnite stage formed after geodic quartz deposition. Quartz texture argues for a shallow emplacement (< 5 km) of veins controlled by a suction-pump mechanism. Chronologically, the gold vein opening complies with a NE-SW maximum shortening direction different from the late-Variscan stress field responsible for the dextral Armorican shear zone during late Carboniferous, and constrains an indirect dating. Thus, a Visean age is proposed for the formation of gold veins. The overall features of gold deposits are close to those of mesozonal orogenic gold deposits in Europe. Conversely, Sb-bearing veins are generated by a N-S shortening during the late Carboniferous. The Sb event, distinct in time from the earlier gold one, might correspond to a different expression of the so-called “epizonal” type in the orogenic gold model. It is proposed that the Late Carboniferous “Or 300” event is not the unique metallogenic period for gold deposition in the French Variscan domain. Our study highlights the role of the sinistral strike-slip shearing of possible Visean age, in the gold metallogenesis of the Ligerian domain.
Published: 2020
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47. Âge et genèse de la coupole granitique à métaux rares (Sn, Li, Nb-Ta, W) de Montebras (Creuse, Massif central français)

Author: Marcoux, Eric, Barré, Benjamin, Pichavant, Michel, Poujol, Marc, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Géosciences Rennes (GR), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Subjects: granite à métaux rares, manganotantalite, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, pneumatolytic, cassitérite, rare metals granite, pneumatolytique, cassiterite, stockscheider, Montebras, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [SDU.STU.MI]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Mineralogy
Abstract: International audience; The Montebras cupola is a small massif of granite with rare metals (Sn,W, Li, Nb-Ta) located north of the French Massif Central which emplaced during the upper Carboniferous in an olderhost rock, the Chanon granite (357.2 ± 2.1 Ma). Two magmatic episodes, a microgranite (316.1 ± 4.3 Ma),and an albitic leucogranite (309.8 ± 3.9 Ma) are distinguished. The second develops contact formations at itsroof, in particular a thick stockscheider pegmatite (309.7 ± 4.5 Ma), passing east to lithium greisens and tinbearingflat quartz veins, previously exploited (303.8 ± 4.8 Ma). The cassiterite deposition (associated withmanganocolumbite) spreads from the magmatic phase with crystals disseminated in leucogranite, until theend of the pneumatolytic phase marked by cassiterite-bearing quartz veins. This spreading is marked by aprogressive drop in the concentrations of trace elements (Nb, Ta, Fe, Mn, Mg, Ti) in cassiterite but withoutreaching the domain of typically hydrothermal compositions. During the pneumatolytic phase, cassiterite isaccompanied by rare scheelite, the rare qitianlingite and a frequent wolframite, the composition of which(hubnerite) indicates a magmatic origin for the metal and the fluids involved during the deposition oftungsten. The deposition of sulfides rich in Cu, As and Sn (löllingite, chalcopyrite, tennantite, stannoidite,mawsonite...) marks the transition to the hydrothermal stage and suggests an origin in host rocks for copperand arsenic. The liasic fluorite-baryte event is manifested by the local appearance of veinlets with violetfluorite, baryte and manganapatite. The Montebras dome provides a representative example of the rare metalgranites of the Variscan orogen. It is contemporary with the other rare elements granitic magmas of thenorthern French Massif Central with which it presents similarities but also differences. Its emplacementcould result from a mechanism of the cauldron subsidence type.; -La coupole de Montebras est un petit massif de granite à métaux rares (Sn, W, Li, Nb-Ta) situé au nord du Massif Central Français qui se met en place au Carbonifère supérieur dans un encaissant plus ancien, le granite de Chanon (357,2 ± 2,1 Ma). Deux épisodes magmatiques, un microgranite (316,1 ± 4,3 Ma) et un leucogranite albitique (309,8 ± 3,9 Ma), sont distingués. Le second développe à son toit des formations de contact, notamment une puissante pegmatite stockscheider (309,7 ± 4,5 Ma), passant vers l'est à des greisens à lithium et des filons plats de quartz stannifères anciennement exploités (303,8 ± 4,8 Ma). Le dépôt de cassitérite (associée à la manganocolumbite) s'étale depuis la phase magmatique avec des cristaux disséminés dans le leucogranite, jusqu'à la fin de la phase pneumatolytique marquée par des filons de quartz stannifères. Cet étalement se traduit par une baisse progressive des concentrations en éléments-traces (Nb, Ta, Fe, Mn, Mg, Ti) dans la cassitérite mais sans que soit atteint le domaine des compositions typiquement hydrothermales. Lors de la phase pneumatolytique, la cassitérite est accompagnée de rare scheelite, de la rarissime qitianlingite et d'une wolframite fréquente dont la composition (hübnérite) indique une origine magmatique pour le métal et les fluides impliqués dans le dépôt du tungstène. La paragenèse à sulfures riches en Cu, As et Sn (löllingite, chalcopyrite, tennantite, stannoïdite, mawsonite...) marque le passage à la phase hydrothermale et suggère une origine dans les roches encaissantes pour le cuivre et l'arsenic. L'événement fluo-barytique liasique se manifeste par l'apparition locale de fissures à fluorine violette, barytine et manganapatite. La coupole de Montebras fournit un exemple représentatif des granites à métaux rares de la chaîne varisque. Elle est contemporaine des autres magmas granitiques à éléments rares du nord Massif central avec lesquels elle présente des points de similitude mais aussi des différences. Sa mise en place pourrait relever d'un mécanisme de type cauldron subsidence.
Published: 2020
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48. From magmatic to hydrothermal Sn-Li-(Nb-Ta-W) mineralization: The Argemela area (central Portugal)

Author: Eric Gloaguen, Michel Pichavant, Eric Marcoux, Charles Gumiaux, Julie Anne-Sophie Michaud, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), ANR-10-LABX-0100,VOLTAIRE,Geofluids and Volatil elements – Earth, Atmosphere, Interfaces – Resources and Environment(2010), and ANR-15-CE01-0001,VARPEG,Les pegmatites varisques: un nouveau type de ressources minérales(2015)
Subjects: Wolframite, Mineralization (geology), 020209 energy, Country rock, Geochemistry, 02 engineering and technology, Stannite, engineering.material, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Hydrothermal circulation, Variscan, Geochemistry and Petrology, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Pegmatite, 0105 earth and related environmental sciences, Portugal, Cassiterite, Geology, Magmatic, Argemela, Sn-Li-(Nb-Ta-W) mineralization, Hydrothermal, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Panasqueira, engineering, Economic Geology
Abstract: International audience; The Argemela mineralized area (AMA), central Portugal, exhibits a nearly continuous magmatic to hydrothermal ore-forming sequence typical of Variscan granite-related rare metal deposits. Disseminated and vein-type mineralization are distributed in two systems, the Argemela Mine (AM) and the Cabeço da Argemela (CA). Disseminated mineralization includes montebrasite, cassiterite and columbite-tantalite dispersed in rare metal granites. Vein-type mineralization occurs both in granites and country rocks. The CA system exposes three generations of intragranitic veins with montebrasite in the two earliest and montebrasite, wolframite, cassiterite and columbite-tantalite in the latest. Country rock veins include a swarm of cassiterite and montebrasite veins (AM) and rare isolated wolframite veins (CA). Disseminated cassiterites are enriched in Ta2O5 and Nb2O5 compared to vein cassiterites. Disseminated columbite-tantalites evolve toward Mn- and Ta-rich chemistries that contrast with the more Fe- and Nb-rich compositions in intragranitic veins. In the CA system, both intragranitic and country rock veins crystallize early Mn-rich wolframites followed by late more Fe-rich compositions associated with Nb-, Ta-poor cassiterite, the later replaced by stannite. Field relations, structural, mineralogical and geochemical data suggest that the disseminated and vein-type mineralization are expressions of a continuous metallogenic evolution initiated at the magmatic stage, pursued during the magmatic-hydrothermal transition and ended with hydrothermal circulations in country rock. The two mineralized systems share similarities, but they also show major differences. Structural analysis demonstrates that the intragranitic veins in the CA and the country rock veins in the AM were emplaced under the same tectonic regime. Therefore, the two systems are variants of the same local metallogenic evolution. Sn and W show markedly contrasted behaviors. Both have a magmatic source but only Sn reaches concentrations leading to saturation of the melt with cassiterite. W is deposited later and preferentially to Sn in intragranitic veins. At the hydrothermal stage, cassiterite and wolframite deposition are disconnected and, overall, wolframite occurs only in minor amounts. The metallogenic model proposed for the AMA emphasizes magmatic rare metal concentration processes, exsolution of magmatic fluids and selective deposition of metals during the magmatic-hydrothermal and later hydrothermal stages. The Sn-Li-(Nb-Ta)-dominated, and W-poor signature of the AMA makes it similar to LCT pegmatites of the Central Iberian Zone but is distinctive from the world class W-(Sn-Cu) Panasqueira deposit nearby.
Published: 2020
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49. The perigranitic W-Au Salau deposit (Pyrenees, France): polyphase genesis of a late Variscan intrusion related deposit

Author: Thomas Poitrenaud, Eric Marcoux, Romain Augier, Marc Poujol, Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Géosciences Rennes (GR), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), and Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Mineralization (geology), 010504 meteorology & atmospheric sciences, Permian, tungsten, Geochemistry, chemistry.chemical_element, Skarn, Tungsten, engineering.material, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, scheelite, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, Breccia, Pyrrhotite, 0105 earth and related environmental sciences, Pyrénées, [SDU.STU.TE]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Tectonics, QE1-996.5, Salau, Pyrenees, tungstène, Geology, or, gold, chemistry, Scheelite, engineering, IRGD, Zircon
Abstract: International audience; Afield study combined with a laboratory study and 3D modeling have been performed in orderto decipher the genesis of the Salau deposit W-Au mineralization (Pyrenees, France), one of the mostimportant for tungsten in Europe. Results show the existence of two superimposed ore types, emplaced ca.10 km depth and within decreasing temperature conditions: a calcic silicates skarn with rare scheelite anddisseminated sulphides followed by a mineralized breccia with massive sulphides (pyrrhotite andchalcopyrite dominant), coarse-grained scheelite and gold, representing the main part of the ore mined in thepast. This breccia is localized in ductile-brittle shear-zones which crosscut the granodiorite. U/Pb dating onzircon, apatite and scheelite, previously realized, confirmed this polyphase evolution. These two types ofmineralization, linked to the emplacement of two successive intrusions as confirmed by sulphur isotopicanalysis, granodioritic then leucogranitic, can be classified as belonging to the Intrusion-Related GoldDeposit type (IRGD). The emplacement of the high-grade gold and scheelite breccia was initiated by theprogressive localization of the regional deformation in the Axial Zone of the Pyrenees during the Permianwithin E-W dextral-reverse faults.; Une étude de terrain combinée à une étude de laboratoire et demodélisation 3D a été réalisée afin de décrypter la genèse de la minéralisation à W-Au du gisement de Salau(Pyrénées, France), une des plus importantes d’Europe pour le tungstène. Les résultats montrent qu’il existedeux types de minéralisations superposées, mises en place vers 10 km de profondeur et dans des conditionsdécroissantes de température : un skarn à silicates calciques, rare scheelite et sulfures disséminés, suivid’une brèchefilonienne à sulfures massifs (pyrrhotite et chalcopyrite dominante), scheelite grossière et orqui a constitué l’essentiel du minerai lors de la phase d’exploitation. Cette brèche se localise dans une sériede zones de cisaillement ductile-fragile recoupant l’intrusion granodioritique. Les datations U/Pb sur zircon,apatite et scheelite réalisées antérieurement, confirment ce polyphasage. Ces deux minéralisations, associéesà deux intrusions successives comme le confirment les analyses isotopiques du soufre, granodioritique puisleucogranitique, s’inscrivent dans l’évolution d’un modèle Intrusion Related Gold Deposit. La mise en placede la brèchefilonienne à forte teneur en or et scheelite est initiée par la localisation progressive de ladéformation régionale dans la Zone axiale des Pyrénées durant le Permien au sein de failles E-W dextresinverses.
Published: 2020
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50. Comparison of classic trace element geochemistry, soil partial leaches, on soils and biogeochemistry in the Western Europe Environment. An example from Sb deposits

Author: Melleton, Jérémie, Marasa, Hélèna, DERYCKE, VIRGINIE, Fournier, Eric, Gloaguen, Eric, Bouat, Loic, Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Métallogénie - UMR7327, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), and Le Mans Université (UM)
Subjects: [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences
Abstract: International audience; In Europe, exploration geochemistry is mainly restricted to classical soils geochemical analyses based on total digestion of samples, despites the good results obtained in other areas with approaches related to selective and partial leaches, in particular to reveal anomalies linked to deeply buried deposits. Similarly, examples of biogeochemistry usages in Europe remain anecdotic, but it is now very efficient to help in focusing exploration efforts with the actual level of element detection reached in a large spectrum of plants. Within the framework of the UpDeep project (EIT Raw Materials), which aims at developing the geochemical expertise on deep buried exploration into Europe, we performed a comparison of some of these new geochemical methods on the Vendée antimony district (France). One of the challenging questions of exploration geochemistry in Western Europe is the long-term anthropogenic contamination related to past mining activities but also agriculture and forestry, which can strongly affect primary geochemical anomalies. Within the scope of testing different well-documented approaches, we collected around 160 samples of soils on which we performed separately the following treatment: deionized water leach, sodium pyrophosphate leach, and Aqua Regia digestion on Ah horizon; and hot hydroxylamine leach, Ionic LeachTM (ALS) and Aqua Regia digestion on B horizon. Each soil samples have been analyzed by pXRF. We also collected 184 samples of oak and 94 samples of bramble twigs in order to compare their geochemical signal. In this Western European context, identification of a homogenously distributed vegetation media represents a complex issue.
Published: 2019

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