Institut des Sciences de la Terre d'Orléans
La métallogénie est une discipline à l’interface entre la géologie et l’économie des matières premières minérales. La notion même de gisement dépend autant de concepts géologiques que des facteurs économiques. Du point de vue de la recherche académique, l’objectif consiste à décrire les objets minéralisés et leurs environnements géologiques et à comprendre, à toutes les échelles, les processus clefs de formation des concentrations métalliques. La démarche repose sur la proposition de modèles conceptuels justifiés par l’observation, l’expérimentation, et la modélisation.
Responsable d’équipe : Iacono Marziano Giada
Équipe (chercheur·euse·s):
Doctorant·e·s:
Le partage des métaux entre les phases liquides et cristallines définit les processus d’enrichissement capable de produire des magmas fertiles lors de la fusion crustale ou mantellique. En utilisant l’approche expérimentale nous étudions aussi les processus (e.g. immiscibilité, cristallisation fractionnée, dégazage, assimilation des roches encaissantes) à l’origine de (i) la formation des gisements orthomagmatiques lors de la mise en place du magma dans la croûte, et (ii) la production de fluides magmatiques alimentant les systèmes hydrothermaux de haute température. Notre groupe de recherche emploie l’approche expérimentale pour déterminer comment les coefficients de partage des métaux varient en fonction des conditions magmatiques (eg., température, pression, conditions d’oxydoréduction), et de la composition du magma (incluant les volatils dissouts et la phase fluide). La recherche et la validation de sources des magmas fertiles se fait en coordination entre géologues de terrain et expérimentatrices/expérimentateurs, les premiers proposant les échantillons à tester par les seconds.
La caractérisation des processus physico-chimiques mis en jeux lors de la formation des systèmes hydrothermaux minéralisés vise à améliorer nos connaissances des systèmes métallogéniques. Les principaux stades de genèse peuvent alors être identifiés et simplifiés par rapport à la complexité du milieu naturel et synthétisés dans un modèle conceptuel et/ou quantitatif.
L’équipe propose de décrire les processus hydrothermaux formant des objets minéralisés en développant des approches tenant compte de l’hydrodynamique, de la déformation, de la réactivité et des rétrocontrôles opérant une augmentation ou une diminution des flux. Les résultats sont exploités dans des modèles numériques de transport réactif évaluant les quantités de flux instantanés et les bilans de masse pour tester les différentes rétroactions entre altération, déformation et flux chimiques. Une application concrète de ces développements est la construction de modèles déterministes en appuis à l’exploration minière.
Le regroupement de types de gisements en espace et en temps, en lien avec l’histoire géologique régionale, définit les districts et les crises métallogéniques. L’évaluation de l’influence des phénomènes d’échelle géodynamique nécessite des changements d’échelle. Dans ce volet l’accent est mis sur la recherche des paramètres thermodynamiques, cinétiques, physiques, géodynamiques, …, de premier ordre contrôlant la localisation des minéralisations dans le temps et l’espace. Les résultats serviront de base pour modéliser et proposer des cartes de favorabilité associant l’approche statistique (analyse spatiale) avec l’approche déterministe (basée sur des modèles génétiques).
