Formation d'un gisement
Fondamental :
Afin de définir une anomalie[1] il faut en comparer la teneur moyenne à la composition chimique moyenne de la croûte terrestre (Clarke et Washington, 1924) : le Clarke[2].
Nom | Symbole chimique | Numéro atomique | Clarke (%) |
|---|---|---|---|
Aluminium | Al | 13 | 8,00 |
Cuivre | Cu | 29 | 0,0058 |
Fer | Fe | 26 | 5,8 |
Manganèse | Mn | 25 | 0,100 |
Nickel | Ni | 28 | 0,0072 |
Or | Au | 79 | 0,0000002 |
Uranium | U | 92 | 0,00016 |
Zinc | Zn | 30 | 0,0082 |
Remarque : les valeurs du clarke de ces éléments peuvent légèrement varier selon les auteurs.
Vient ensuite, Le facteur d'enrichissement (ou de concentration) qui est le coefficient multiplicateur qui permet d'atteindre la teneur limite d'exploitabilité pour un élément. Il est d'autant plus élevé que l'élément est rare dans la croûte.
Un gîte minéral représente un objet géologique exceptionnel dans lequel des processus naturel de concentration ont conduit à élever la teneur de certains éléments au-delà de la teneur limite d'exploitabilité.
Rappel :
Les processus de formation d'un gîte ou d'un gisement prennent du temps et comprennent les grandes étapes suivantes : mobilisation → extraction → transfert → accumulation.
La notion de piège est intimement liée à la notion de déséquilibre (si un fluide est en équilibre avec son environnement, il ne se passe rien), et donc à l'existence de gradients dans les paramètres intensifs régissant le comportement du fluide : pression (fluide), température, potentiels chimiques.
Les gradients les plus forts ( les plus efficaces en termes de piège) sont, dans la croûte terrestre, ceux qui concernent les potentiels chimiques, en particulier lorsque un fluide percole des roches avec lesquelles il n'est pas en équilibre. Les réactions chimiques qui s'ensuivent (phénomènes métasomatiques) sont source de déstabilisation des complexes en solution et, par suite, de dépôt de minéralisation, souvent à forte teneur.
Les gradients thermiques peuvent être également efficaces, par exemple lors de l'émergence de sources thermales dans un fond marin, qui résulte en un choc thermique très brutal, et le dépôt immédiat de substances utiles, également souvent à forte teneur. Dans la croûte elle-même, les gradients thermiques sont nécessairement plus faibles, mais peuvent être efficaces si une source de chaleur importante (exemple : une roche d'origine magmatique en train de refroidir) est présente dans un environnement froid (la croûte supérieure).
Gradients chimiques et gradients thermiques se combinent de façon efficace lors de mélanges de fluides (à l'interface socle-bassin dans les gisements d'uranium de type discordance).
Les gradients de pression sont, par nature, beaucoup plus progressifs, mais peuvent parfois devenir très forts, par exemple lors de l'ouverture brutale de systèmes de fractures avec décompression concomittante, ébullition et dépôt, comme dans le cas de nombreux gisements d'or épithermaux.
Méthode : La concentration a-t-elle ou non une valeur économique ?
La teneur limite d'exploitabilité : teneur en dessous de laquelle l'exploitation cessera d'être rémunératrice.
La teneur de coupure (cut off grade, Tc) : = teneur limite d'abattage :
fluctuant pour un gisement (cours substance, amélioration traitement économie...).
Tc varie en fonction de la forme de la minéralisation, donc de son coût d'exploitation (disséminée, massive, en filon...) du cours de la substance (conjoncture économique).
Fondamental : A retenir : Notion de minéralisation
Les types morphologiques de concentration minérale sont les suivants :
Les notions suivantes, fondamentales, seront évoquées par la suite :
Notion de gangue.
Minéralisation syngénétique[7], épigénétique[8].
