Classification des ressources minérales

Les gisements d'uranium sont de types très variés : c'est le cas en particulier de tous les gisements localisés dans les grès qu'ils soient de type tabulaire, « roll-front », ou le long des failles, localisés dans les schistes noirs. C'est aussi le cas de la plupart des gisements associés aux discordances protérozoïques et de manière moins évidente pour de nombreux autres types de gisements :

• Les gisements d'uranium de type tabulaire sont connus depuis les années 50.

  Typiquement, ces dépôts ont quelques mètres d'épaisseur mais parfois moins et dans la plupart des cas ils mesurent plusieurs centaines de mètres de largeur sur plus d'un kilomètre de long. Souvent, plusieurs dépôts tabulaires sont empilés les uns sur les autres. Dans certains gisements tabulaires la minéralisation est bien corrélée avec le matériel organique initial de la formation, dans d'autres cas, la matière organique initiale peut être presque absente. Les gisements d'uranium de type tabulaire se rencontrent le plus souvent dans des sédiments fluviatiles. Ils sont plus étendus et de plus fort tonnage dans les paléochenaux. Ils tendent à être situés dans les facies de mélange grès-argile plutôt que dans les zones gréseuses ou argileuses seules à forte concentration en matière organique d'origine continentale. Les faciès sédimentaires et les facteurs tectoniques sont également des facteurs pouvant jouer un rôle important dans ce type de gisement.

• Les gisements de type « roll-front » sont principalement trouvés dans des unités gréseuses dans des bassins intracratoniques. Le dépôt de l'uranium se localise à un changement brusque et local des conditions redox. Il se trouve à la frontière entre la zone oxydée et la zone réduite. L'origine des ces minéralisations est la remobilisation de l'U(VI) dispersé dans l'encaissant sédimentaire le long de paléodrains par les eaux météoriques oxydantes et la précipitation sous forme U(IV) au niveau du front de percolation où les conditions réductrices sont maintenues. Ces réducteurs peuvent être des oxydes de fer, de la pyrite et ou de la matière organique. L'oxydation de la pyrite forme l'hématite et donne la couleur rougeâtre observée du côté oxydé du roll, bien que dans certains cas du fer puisse être lixivié. « Des langues oxydées » du grès peuvent être tracées sur des dizaines de kilomètres à l'affleurement. Avec les oxydes d'uranium sont associés la pyrite et (ou) la marcassite, le carbone organique et l'association élémentaire suivante : Se, V, Be, Cu, As et Mo . Excepté pour le béryllium, la concentration de ces éléments est imputée à leur réduction directe.

  L'écoulement des eaux météoriques dans le grès est plus rapide que la migration du front géochimique. Pendant que l'eau traverse le front géochimique, les espèces oxydées de la solution (oxygène, sulfate, et espèces dissoutes d'uranyle) sont réduites à ce niveau. Du côté oxydé du front géochimique, les bactéries ont catalysé l'oxydation de la pyrite par l'oxygène atmosphérique pour former le sulfate ; ce sulfate aurait alors été réduit par la matière organique détritique dans la roche pour former le sulfure d'hydrogène. L'H₂S aurait réagi avec Fe, Cu, Mo, U, V, Se et la pyrite pour former d'autres sulfures.

• Les gisements de type « discordance » : Le bassin d'Athabasca au Canada possède de nombreux gisements d'uranium. La minéralisation est localisée à l'intersection entre des zones riches en graphite appartenant au socle paléoprotérozoïque, traversé par des failles, et des grès paléo- à méso-protérozoïques. La minéralisation uranifère est enveloppée d'un halo d'altération. Ce halo est caractérisé par la précipitation d'argiles, la dissolution ou précipitation de quartz et dans le socle par l'altération du graphite.

  Le modèle génétique le plus courant implique un mélange entre un fluide très salé et oxydant provenant du bassin et un fluide réduit provenant du socle. L'association spatiale des minéralisations d'uranium avec les niveaux riches en graphite a conduit certains auteurs à faire réagir le graphite à environ 200°C avec le fluide du socle pour produire des d'hydrocarbures tel que CH₄. Des bitumes ont été trouvés à proximité des minéralisations d'uranium, mais les travaux les plus récents leur attribuent une origine abiogénique.