No description available.

No description available.

Les minéralisations uranifères de type roll-front du bassin de Chu-Sarysu (Kazakhstan) affectent des formations silico-clastiques continentales d'âge début paléogène. Les formations sont constituées d'une alternance de sables arkosiques et d'argiles provenant de l'altération de granites peralumineux et de roches volcaniques calco-alcalines, mais aussi de roches paléozoïques du Massif du Karatau. Toutes les formations ont une fraction argileuse dominée par les smectites, associées à de la palygorskite, ce qui pourrait indiquer des alternances de périodes humides et chaudes et de périodes sèches. L'ensemble des séries a été soumis à un enfouissement faible qui n'a pas beaucoup évolué depuis les derniers dépôts, comme l'indique, le caractère immature des matières organiques (MO), la présence smectite néoformées automorphes non interstratifiées et la présence pérenne de pyrites framboïdales liée à une activité bactérienne qui est attestée par les extrêmes fluctuations de [delta]34S des pyrites. La cimentation des sables minéralisés par la calcite est locale et est à mettre en relation avec la percolation de fluides météoriques de basse température. La minéralisation est fortement corrélée aux MO, et aux pyrites, notamment dans les faciès de levées en sommet de séquence de chenal, et en association avec les macro-débris végétaux disséminés au sein des sables de chenaux. Les phosphocoffinites sont plus tardives. Ces gisements ressemblent à ceux analogues du Wyoming, mais en différent par la taille des front redox, l'hétérogénéité de la répartition des minéralisations à petite échelle, et l'existence probable d'une préconcentration non négligeable liée aux matières organiques / Roll front ore U-ore deposits in the Chu-Sarysu basin (Kazakhstan) occur in paleogene, continental silicoclastic formations. Sedimentary sequences include unconsolidated arkosic sands and clay lenses, formed by detrital minerals issued from granites and calkalcaline volcanites but also from paleozoïc series from Karatau. All formations are characterized by a fine grain clay fraction dominated by smectites, associated with palygorskite which could be the result of alternated humid and dry periods. All series underwent a rather shallow burial which is indicated by the immature feature of the organic matter, the presence of newly formed unaltered smectites, and the presence of pyrite framboïds which are formed by bacterial sulphate reduction, indicated by the wide range of delta34S of pyrites. Sands are locally cemented by calcite which precipitated from meteoric fluids at low temperature. U-ores are spatially and genetically related to sulphides and organic matter, especially in levee facies at the top of the sedimentary sequence and in association with organic macro-clasts disseminated within the sand channels. Phospho-coffinites occur latter on. These deposits show similarities with those of Wyoming but differ by the size of the roll fronts front redox, the heterogeneity of the U-ores at small scale, and a probable significant pre-concentration associated with organic matter

Le caractère souvent polyphasé de la formation des minéralisations uranifères exige de disposer d'une méthode analytique localisée et sensible à de faibles concentrations. L'ablation laser coupIée à un système d'analyse par ICP-MS est un instrument de choix permettant l'analyse in-situ de concentrations élémentaires inférieures à 10 ppm, à l'échelle de la dizaine de micromètres. Un double objectif concernant l'utilisation d'un système LA-ICP-MS est présenté dans cette thèse. Un développement méthodologique permettant l'analyse localisée des éléments de terres rares (ETR) par LA-ICP-MS aussi bien dans les oxydes d'uranium que dans d'autres matrices minérales associées aux dépôts, couplé à des datations isotopiques par microsonde ionique fait l'objet d'une première partie de ce travail. L'application de la méthode sur 21 cibles naturelles représentatives de 4 types de gisement d'uranium est présentée dans une seconde partie. Ainsi, les oxydes d'uranium des gisements associés aux discordances du bassin Athabasca montrent des signatures en ETR caractéristiques quelles que soient leur âge et leurs localisations. Des analyses similaires de la zone d'End Grid (bassin du Thelon) permettent de supposer des conditions et des âges de formations similaires aux gisements de type discordance. La teneur en ETR des uraninites magmatiques s'explique par la température élevée de leur incorporation. Les signatures des oxydes d'uranium des gisements de type filonien montrent un équilibrage entre les fluides minéralisateurs et certains minéraux porteurs d'ETR des roches encaissantes. Enfin, les différentes signatures en ETR des oxydes d'uranium des gisements de type Breccia pipe reflètent des fortes variations dans les conditions de dépôt dans ces gisements a priori génétiquement semblables / The ore deposits often display complex stages of formation leading to multiphase mineral crystallizations. The study of these minerals needs to use a sensitive and localized analytical method. Laser ablation coupled to ICP-MS is a good tool for in-situ measurements of low element concentrations (<10 ppm) at a small scale in minerals (around 10 ?m diameter). Two major objectives concerning the use of LAICP-MS have been carried out in this thesis. First part is focused on the determination of the best analytical conditions for rare earth element (REE) quantification with LA-ICP-MS in uranium oxides and associated minerals (carbonate, fluorite). This approach has been coupled to isotopic analysis using ionic microprobe. The second part is dedicated to the application of the methodology on 21 uranium ore bodies typical of four different types of deposits. The uranium oxides from unconformity-related uranium deposits (Athabasca Basin) show typical REE signature whatever their age and location. Data on End Grid U mineralization (Thelon basin) suggest similar conditions of formation and ages as in Athbasca unconformity related uranium deposits. High temperature during magmatic uraninite formation induced strong incorporation of REE in their structures. REE signatures of uranium oxides related to vein type deposits suggest a control of the host rocks. Finally, the different REE signatures obtained on uranium oxides from breccia pipe-related deposit show a strong variation in the conditions of formation in these supposed similar deposits

Le district de Litsa est une région de la Péninsule de Kola particulièrement prometteuse pour la métallogénie de l'uranium. Présentant toutes les caractéristiques d'une province métallifère, ce district a enregistré une histoire géologique complexe avec des enrichissements successifs en uranium. Trente anomalies uranifères y sont observées, estimées à 102 000 tonnes (IAEA nomenclature), pour une teneur moyenne de 0,01%. Elles sont encaissées dans différentes formations de niveau structural et d'âge différents, depuis l'Archéen jusqu'au Calédonien. La minéralisation présentant les teneurs en uranium les plus économiques sont des veines de pechblende observées autour du complexe granitique de Litsa-Araguba, où sont présents des protolites, des structures et des phénomènes épigénétiques favorables / The Litsa district is one of the most interesting areas of the Kola Peninsula with respect to uranium metallogenesis. Presenting all the features of uraniferous province, it endured a protracted geological history with several successive uranium enrichments. There are over 30 uranium occurrences and manifestations, totally estimated at 102,000 tons in Speculative Resources (IAEA nomenclature), with an average grade of Uranium 0.01%. They occur at different stratigraphic levels of the geological succession in the district: Archean, Paleoproterozoic, Mesoproterozoic and Paleozoic. Uranium content in the geological formations gradually increases during the geological evolution of the Litsa district from Archean to Paleozoic. The most abundant and probably prospective for the economic-grade uranium mineralization is Paleozoic pitchblende vein type, located around the Litsa-Araguba granitoid complex, where favorable protoliths, structures and epigenetic processes are encountered

Le bassin d'Erlian localisé au NE de la Chine s'est développé au cours de l'extension continentale de la fin du Mésozoïque en Asie de l'Est. Le socle sur lequel il repose correspond à la partie orientale de la ceinture orogénique centre asiatique. Les granites indosiniens (236.8±5.8 Ma) étudiés, proviennent d'une série magmatique calco-alcaline fortement potassique dérivée de la fusion partielle d'un manteau enrichi (143Nd/144Ndi faible; epsilon Nd(t) négatif) et correspondent à des sources majeures d'U. Les systèmes fluviatiles en tresse qui dominent au cours de l'épisode post-rift du bassin, sont des environnements favorables au dépôt des sables réduits qui constituent les pièges pour les minéralisations U. Les sédiments post-rifts contiennent des concentrations syn-sédimentaires significatives en U, principalement adsorbé aux minéraux argileux. Celles-ci sont ensuite redistribuées quasi in situ au cours de l'évolution diagénétique des sédiments, s'exprimant sous forme de coffinite et de pechblende (e.g. Nuheting). La MO contenue dans ces sédiments est d'origine continentale et correspond à un kérogène de type IV immature. Enfin, le gisement roll front de Bayinwula se caractérise par un modèle biogénique. Dans la zone à pyrite, la MO est dégradée par des bactéries sulfato-réductrices. La production de H2S contribue à la dissolution des oxydes de fer/titane qui sont progressivement remplacés par la pyrite (de même que la MO), caractérisée par une signature delta 34S très négative. L'U porté par ces oxydes et la MO est libéré et peut alors être lessivé par les fluides oxydants. Le H2S produit favorise la réduction de l'U qui précipite au front sous forme de coffinite et de ningyoite / The Erlian Basin located in NE China developed during the late Mesozoic continental extension in eastern Asia. This basin lies on a basement corresponding to the eastern part of the Central Asia Orogenic Belt. Indosinian magmatism (236.8±5.8 Ma) is widely represented by high-K calcalkaline granites derived from an enriched mantle (low 143Nd/144Ndi; negative epsilon Nd(t)) and correspond to major U sources. Braided fluvial systems of post-rift sediments of the Erlian Basin correspond to favorable sedimentary conditions for the genesis of permeable and reduced sandstones. Post-rift sediments contain significant synsedimentary U concentrations, mainly adsorbed on clay minerals. These pre-concentrations are redistributed in situ, during the diagenetic evolution, and mineralized as coffinite and pitchblende replacing pyrite or pyritized OM (e.g. Nuheting). The OM occurring within these sediments is mainly terrigenous and corresponds to kerogens of type IV, thermally immature. Finally, the roll front-type Bayinwula deposit is characterized by a biogenic model involving reactions between OM, U-rich Fe/Ti oxides and sulfate-reducing bacteria. In the pyrite zone, the OM is degraded by bacteria and replaced by pyrite. H2S production contributes in the dissolution of Fe/Ti oxides that are progressively epigenized into pyrite, characterized by strongly negative values of delta 34S. U concentrations from Fe/Ti oxides and OM are liberated and can be leached by oxygenated groundwater. H2S creates a reducing barrier contributing in the reduction of uranium that precipitates at the redox front as coffinite and ningyoite

L'uranium, élément lithophile et incompatible, peut être utilisé en traceur géochimique pour discuter des différents modèles de formation et d'évolution de la croûte continentale. Ce travail de thèse, ciblé sur la ceinture Pan-Africaine du Lufilien en Zambie, caractérise le cycle de l'U et les minéralisations d'U pour ce segment de croûte continentale. Les séries silicoclastiques/évaporitiques de la ceinture du Lufilien, encaissant les minéralisations d'U, se sont déposées en contexte de rift (bassin du Roan) lors de la dislocation du supercontinent Rodinia au Néoprotérozoïque inférieur. Les âges U-Pb des grains de zircon détritique de ces séries métasédimentaires soulignent une source principalement Paléoprotérozoïque. Ces mêmes grains de zircon présentent des signatures isotopiques epsilonHf inférieures au CHUR (entre 0 et -15) et des âges modèles TDM Hf, compris entre ~2.9 et 2.5 Ga. Ces données suggèrent donc la formation d'une croûte continentale précoce, et donc une extraction mantellique de l'U dès la fin de l'Archéen puis une remobilisation par déformation et métamorphisme au cours du Protérozoïque. L'U aurait donc été remobilisé et re-concentré au cours d'orogenèses successives jusqu'au cycle Pan-Africain. Durant ce cycle Pan-Africain, la datation U-Pb et la signature REY (REE et Yttrium) des cristaux d'uraninite caractérisent un premier évènement minéralisateur, daté vers 650 Ma, associé à la circulation de fluides de bassin expulsés des évaporites du Roan, circulant à l'interface socle/couverture, dans ce contexte de rift continental. Un second événement minéralisateur, daté vers 530 Ma et contemporain du pic métamorphique, est assuré par des fluides métamorphiques issus de la dissolution des évaporites, en contexte de subduction/accrétion continentale. Quelques remobilisations tardives de l'U sont observées lors de l'exhumation des roches métamorphiques / Uranium is an incompatible and lithophile element and can be used as a geochemical tracer to discuss the generation and the evolution of continental crust. This thesis, focused on the Pan-African Lufilian belt in Zambia, characterizes the U cycle for this crustal segment. Silici-clastic and evaporitic sediments have been deposited within an intracontinental rift during the dislocation of the Rodinia supercontinent during the early Neoproterozoic. U-Pb ages on detrital zircon grains in these units indicate a dominant Paleoproterozoic provenance. The same zircon grains show subchondritic epsilonHf (between 0 and -15) and yield Hf model ages between ~2.9 and 2.5 Ga. These data suggest that the continental crust was generated before the end of the Archean associated with U extraction from the mantle. This old crust has been reworked by deformation and metamorphism during the Proterozoic. U has been remobilized and re-concentrated during several orogenic cycles until the Pan-African orogeny. During this Pan-African cycle, U-Pb and REY (REE and Yttrium) signatures of uranium oxides indicate a first mineralizing event at ca. 650 Ma during the continental rifting. This event is related to late diagenesis hydrothermal processes at the basement/cover interface with the circulation of basinal brines linked to evaporites of the Roan. The second stage, dated at 530 Ma, is connected to metamorphic highly saline fluid circulations, synchronous to the metamorphic peak of the Lufilian orogeny. These fluids are derived from the Roan evaporite dissolution. Some late uranium remobilizations are described during exhumation of metamorphic rocks and their tectonic accretion in the internal zone of the Lufilian orogenic belt

Dans de nombreux gisements métalliques, notamment en contexte sédimentaire et en particulier dans le cas des shales noirs, des relations spatiales voire génétiques sont décrites entre la matière organique et les métaux. Une série de shales/schistes noirs affectés par des conditions thermo barométriques croissantes a été sélectionnée afin d'étudier le comportement et le devenir de l'uranium de la sédimentation au métamorphisme. Dans les Alum Shales cambro ordoviciens (Suède) faiblement enfouis, l'uranium reste dispersé et n'apparaît sous aucune forme minéralogique identifiable. Le passage des Alum Shales dans la fenêtre pétrolière et la génération d'hydrocarbures n'a pas provoqué de remobilisation identifiable de la concentration primaire, les hydrocarbures migrés ne transportant pas l'uranium. En revanche, le métamorphisme de faciès schiste vert associé à l'orogénèse calédonienne a entraîné une réexpression de la minéralisation uranifère sous la forme d'uraninite, d'urano titanates et/ou de phospho silicates à U, Ti, Zr, Y. Dans le cas des schistes noirs paléoprotérozoïques de Talvivaara (Finlande), le métamorphisme de faciès amphibolite a provoqué la remobilisation de l'uranium synsédimentaire et la cristallisation synmétamorphique, pendant l'orogénèse svécofennienne à 1880 1870 Ma, de cristaux d'uraninite fréquemment inclus dans des nodules carbonés. Cette étude montre que l'uranium, préconcentré au moment de la sédimentation, reste immobile pendant les premiers stades d'enfouissement mais est remobilisé dans les conditions P T croissantes et cristallise sous forme d'oxydes d'uranium pouvant évoluer vers des (phospho-)silicates d'uranium / In many metallic deposits, especially in sedimentary context and particularly in black shales, spatial or genetic relationships are described between organic matter and metals. Several black shales/schists affected by increasing thermo barometric conditions were selected to study the behavior and fate of uranium from sedimentation to high grade metamorphism. In shallow buried cambro ordovician Alum Shales (Sweden), uranium is dispersed and is not detectable as a particular mineralogical expression. Thermal maturation of the Alum Shales and hydrocarbon generation did not cause any identifiable remobilization of primary concentration, since migrated hydrocarbons did not carry uranium. In contrast, greenschist facies metamorphism associated with the Caledonian orogeny resulted in a re expression of uranium mineralization as uraninite or urano titanate crystals, which may evolve into U Ti Zr Y phospho silicates. In the case of Talvivaara, amphibolite facies metamorphism caused remobilization of synsedimentary uranium and synmetamorphic crystallization, during Svecofennian orogeny at 1880 1870 Ma, of uraninite crystals that are frequently included in carbonaceous nodules. This study shows that uranium, which is preconcentrated during sedimentation, remains immobile in the early stages of burial but is remobilized with increasing PT conditions and crystallizes as uranium oxides and/or uranium (phospho-)silicates

Typescript (Photocopy) / Includes copies of 5 published papers co-authored by the author in back / Bibliography: leaves 214-230 / xi, 230, [86] leaves : ill., maps (some col.) ; 30 cm. / Title page, contents and abstract only. The complete thesis in print form is available from the University Library. / Thesis (Ph.D.)--University of Adelaide, Dept. of Geology and Geophysics, 1990

L'objectif de la thèse concerne l'analyse du système matières organiques (carbone)-uranium-sulfure qui contrôle la formation du gisement d'uranium de type de roll-front au Zoovch Ovoo (Mongolie). La formation Cénomanienne du Sainshand est constituée de sédiments continentaux silicoclastiques déposés dans des milieux fluvio-lacustres. Le système global est en début de diagénèse et n'a pas été affecté par un enfouissement significatif, estimé à moins de 600 m pour une température maximale de 40°C. Le réservoir se caractérise par des sables non consolidés et des argiles silteuses. Parfois, certains lits de grès d’épaisseur décimétriques sont cimentés par des carbonates et disposés au sein de faciès silicoclastiques non consolidés. L’étude systématique des grès à ciment carbonaté a révélé la présence exclusive de dolomite. Quatre types de dolomite différents ont été reconnus. Tous ont été formés par des eaux d'origine météorique et présentent des caractéristiques isotopiques (C, O) semblables. Ils sont génétiquement liés les uns aux autres, avec de possibles épisodes de recristallisation impliquant une réincorporation progressivement moindre des éléments en traces comme les terres rares et le manganèse. Le premier type de dolomite est contrôlé par les conditions de sédimentation, tandis que les trois suivants sont contrôlés par diagenèse. Le troisième type de dolomite n'a été trouvé que dans des échantillons ayant été affectés par le roll-front alors que le quatrième est postérieur aux porteurs d'uranium. La matière organique détritique est très abondante et joue un rôle majeur dans le piégeage de l’uranium aux côtés de la pyrite. L'étude en pétrographie organique a montré que toute est d'origine végétale supérieure et immature, comme l'ont montré les mesures de réflectance de la vitrinite (<0,4%). Elle est exclusivement présente sous forme de particules détritiques et sa distribution est donc régie par l’évolution des conditions de dépôt sédimentaires. Huit générations de pyrite ont été identifiées sur la base textures et des associations minérales, avec trois types majeurs : les pyrites framboidales en sphérolites isolés, les surcroissances automorphes, et les pyrites de remplacement (épigénie). L'étude isotopique du δ34S de la pyrite a montré qu’une grande parties des pyrites s‘est formée par bio-réduction des sulfates. Les porteurs de l’uranium sont la pechblende et dans une moindre mesure la phospho-coffinite. La pechblende cimente et remplace la matière organique mais aussi les pyrites automorphes corrodées ce qui indique que l’enrichissement ou l’introduction massive de l’uranium s’est produit assez tardivement. La matière organique a piégé l’uranium de manière diffuse à des fortes concentrations, sous une forme minéralogique non accessible au MEB. Il peut s’agir de nanophases de pechblende de taille inférieure à la centaine de nanomètres. Pour expliquer ces concentrations, une préconcentration ne peut pas être totalement exclue ou un processus de diffusion piégeage lors du stade de minéralisation. La considération de l’ensemble des données indique que l’aquifère principal a été le siège probable d’activité microbienne subcontinue, qui est attestée par la formation à différentes stades de l’histoire du bassin de pyrites dont les caractéristiques isotopiques indiquent des processus complexes de fractionnement. La présence de matière organique en quantité significative et des pyrites peut expliquer l’efficacité du piège redox pour la réduction de l’uranium. Le modèle métallogénique présenté est celui d’un système mixte où un processus de type roll-front lié aux caractéristiques sédimentologiques de cette zone se superpose à un piège redox particulier dont la chimie C-S-U est assistée par les bactéries. / The objective of the PhD thesis concerns the analysis of the processes governing the carbon-uranium-sulfide system in the aquifers of the roll-front type Zoovch Ovoo uranium-deposit (Mongolia). The Cenomanian Sainshand Formation hosting the ore deposit contains reservoirs made of silicoclastic sediments deposited in fluvio-lacustrine settings mostly characterized by unconsolidated silty clays and sands ranging from arenite to sub-arkose. Occasionally some decimetres thick sandstone beds are dolomite cemented. Four different dolomite fabrics are recognized and classified according to their crystal boundaries and geochemistry. Isotopic analysis indicates that they were formed from meteoric waters with the carbon source being probably the detrital material itself issued from basement rock erosion. Dolomites are genetically related to each other with possible recrystallization episodes that are indicated by gradual depletion in REE and Mn. The first dolomite type was depositionally controlled, while the next three parageneses are diagenetic. The third dolomite type is found only in samples that have experienced roll-front waters, whereas the fourth post-dates uranium formation. As a result the dolomite cements paragenetic evolution is used as reference to document the whole burial history of the deposit. Organic matter particles, pyrite and uranium are very intimately related. Organic matter present in clay, silt and sand is always represented by poorly preserved detrital elements of higher plant origin and is very immature (peat stage; vitrinite reflectance <0.4%). At the scale of the sedimentary particles, organic matter complexes U(VI). However, despite a systematic association to UO2, it cannot be considered as directly involved in the reduction mechanism of uranium because of the low burial temperatures (max 50°C) and hence very limited diagenesis. Nevertheless, the investigation reveals that organic matter is the most important element in the U trapping process. Indeed, it acts as a substrate sustaining and focusing bacterial activity into specific sedimentary layers. In turn the microbial communities catalyze the reduction of sulfur, iron and especially uranium leading to two major consequences: 1) the precipitation of UO2 onto organic matter particles and 2) the formation of pyrite which acts as an additional reducer for U(VI). It appears that the uranium ore deposit at Zoovch Ovoo is primarily controlled by the distribution of the detrital organic matter in the sedimentary system as well as by the permeability network allowing the input of S, U and micro-organisms. The rather shallow aquifers probably underwent a nearly continuous bacterial activity which is responsible of many chemical features and processes controlling the U and sulfide precipitation. However, main uranium deposition events occur since the beginning of exhumation when enhanced fluid movement sustains roll-front activity. The latter displaces and combines the ingredients of the biochemical trap, allowing progressive enrichment in uranium through time.