L'origine des métaux des mines géantes

Résultat scientifique Terre Solide

Les mines géantes constituent aujourd’hui la source principale des métaux utilisés dans notre vie quotidienne. Certains de ces gisements, appelés gisements hydrothermaux, se sont formés là où des fluides minéralisateurs transportant des quantités extrêmement élevées de métaux ont rencontré des conditions favorables de dépôt. L’origine de ces quantités de métaux reste un point fortement débattu dans la communauté scientifique.

En étudiant le gisement hydrothermal australien de McArthur River, une équipe de chercheurs franco-australienne a réussi à mettre en évidence l’origine du plomb et du zinc qui s’y trouvent grâce à la mesure de la composition isotopique de plomb des roches minéralisées. L'utilisation d'une nouvelle source radiofréquence pour la production des ions primaires et de nouveaux détecteurs haute sensibilité pour les mesures sur cage de Faraday, développements instrumentaux récemment issus de la collaboration entre le Service National INSU-CNRS de microsonde ionique et l’entreprise CAMECA, ont permis une grande précision analytique des données obtenues à haute résolution spatiale.

Grâce à ces mesures, l’équipe a découvert des variations remarquables des rapports isotopiques du plomb à l’échelle d’un seul grain de galène, et identiques pour tous les niveaux minéralisés. Ceci démontre que deux sources de plomb ont participé dans des proportions comparables à la formation de ce gisement il y a 1,64 milliard d’années. Plusieurs modèles ont ainsi été établis afin d’identifier ces sources, dans le bassin sédimentaire et le socle cristallin sous-jacent.

Ce travail pourrait avoir un impact important sur les stratégies d’exploration dans les provinces métallifères. En effet, les volumes des sources de métaux et leur concentration en métaux définissent la quantité totale de métaux disponibles pour la formation des gisements, ce qui permet de contraindre la quantité de gisements qu’il reste à découvrir.

Ces travaux ont été réalisées grâce au soutien financier du Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche, la Région Lorraine/Grand Est – FEDER, l’OSU OTELo, et le CNRS-INSU via l’appel CESSUR.

Camions transportant du minerai de plomb et zinc dans l’une des fosses du gisement de McArthur River © Glencore 2017-2020

En savoir plus

Tracing metal sources for the giant McArthur River Zn-Pb deposit (Australia) using lead isotopes - Geology, 48, 478-482

Joséphine Gigon, Etienne Deloule, Julien Mercadier, David L. Huston, Antonin Richard, Irvine R. Annesley, Andrew S. Wygralak, Roger G. Skirrow, Terrence P. Mernagh and Kristian Masterman

https://doi.org/10.1130/G47001.1

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