Classification des ressources minérales

Les gisements associés aux porphyres

Les gisements de porphyres doivent leur nom aux intrusions de faible profondeur, felsiques à intermédiaires contenant des phénocristaux.

Ils sont les sources de cuivre et de molybdène les plus importantes au monde et produisent également une proportion non négligeable d'Au, Ag, W et Sn.

Les corps minéralisés sont recouverts par un pluton granitique assez petit représentant des ramifications de batholithes, ils sont plus grands en profondeur. Les plutons sont situés dans les parties inférieures des volcans et font partie des conduits amenant le magma en surface. Le corps minéralisé et le pluton sont composites en raison de nombreuses injections de magma et de fluides hydrothermaux.

Exemple de gisement de porphyre

Le minerai se développe à l'intérieur du pluton, mais s'étend également à l'encaissant altéré de manière plus ou moins intense sous forme de zonation radiale autour du pluton. La minéralisation se présente en petites concentrations de minéraux sulfurés, disséminés dans des veines et en placage de remplacement en partie supérieure du pluton ou dans l'encaissant altéré.

Les minéraux sulfurés rencontrés dans ce type de gisement sont la pyrite, la chalcopyrite, la bornite, la molybdénite et l'or.

Porphyre : altération des roches voisines

Remarque

On a ici une illustration parfaite des problèmes que peuvent induire les classifications : le schéma indique que le même phénomène global (l'intrusion d'un magma de composition granitique dans la croûte supérieure) conduit à la formation de gisements de nature profondément différente, et généralement séparés dans les classifications, les porphyres cuprifères d'une part, et les skarns d'autre part.

En fait des fluides de la même famille sont responsables des deux types de corps minéralisés, c'est seulement le type de piège qui change. Dans le cas des porphyres, le mélange entre les fluides d'origine magmatique et les fluides météoriques en convection autour du stock magmatique résulte en une auréole minéralisée à la périphérie du pluton (modèle de Lowell et Guilbert), alors que dans le cas des skarns, les fluides s'échappent et c'est leur rencontre avec des roches de composition chimique incompatible (en général des roches carbonatées calciques) qui provoque la précipitation de la minéralisation. Lorsqu'ils s'échappent encore plus loin on trouve des formations de type manto. Un très bel exemple de coexistence de gisements de type porphyre et de type skarn est le district de Grasberg en Irian Jaya (Indonésie).

Par contre, on trouve aussi dans la même catégorie de skarns des gisements qui, tout en étant proches des porphyres, en sont assez différents en ce que la source magmatique appartient à d'autres séries que les séries cuprifères. Ainsi, une grande partie des gisements de tungstène est de type skarn (parfois à Cu, mais pas nécessairement), mais ces gisements sont déconnectés des porphyres et correspondent souvent à une genèse plus profonde.

FondamentalLe modèle génétique de formation

Il comprend 4 étapes :

  1. Un magma granitique se met en place par une série d'injection dans une chambre magmatique ; en refroidissant le magma cristallise partiellement et une phase aqueuse est libérée. La libération du fluide augmente la température du solidus du magma granitique provoquant une cristallisation rapide et la formation de phénocristaux. Ce mécanisme met en place la texture porphyrique et la phase liquide aqueuse peut migrer à travers le liquide silicaté et se concentrer dans la partie supérieure de l'intrusion.

  2. Ce fluide s'échappe également de l'intérieur du pluton encore semi-liquide par des fractures dans la carapace externe solidifiée, puis dans l'encaissant tout en refroidissant et réagit avec l'encaissant pour former la zone altérée. Les métaux sont transportés dans les fluides sous forme de complexes de chlorure ou sulfate et précipitent au fur et à mesure de la diminution de la température et des échanges chimiques avec les zones traversées ; les métaux précipitant ainsi dans les fractures et la zone altérée.

  3. Durant l'intrusion magmatique, le magma réchauffe l'encaissant, les eaux météoritiques et la nappe phréatique mettant ainsi en place une cellule de convection autour de la chambre magmatique. Ces fluides ainsi chauffés réagissent avec les fluides magmatiques en les diluant, les refroidissant et accélèrent la précipitation des minéraux métallifères.

  4. Ce processus est ainsi répété à chaque nouvelle intrusion magmatique de faible profondeur formant un complexe multi-phasé d'intrusions et de corps minéralisés.

Formation des porphyres
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