Le massif du Koniambo fait partie d'un chapelet de massifs montagneux échelonnés le long de la côte ouest de l'île principale de Nouvelle-Calédonie. Il est un témoin de la grande nappe ophiolitique de Nouvelle-Calédonie mise en place à l'Éocène supérieur, dont l'élément principal est le Massif du Sud. Le massif du Koniambo comprend trois grands assemblages lithologiques et structuraux: a) l'assemblage à harzburgites et dunites serpentinisées de Vavouto; b) une séquence de dunites à chromite; et c) une suite de nappes principalement à harzburgites +/- dunites dans la partie supérieure du massif. Ces assemblages surmontent l'Unité de Poya qui comprend, les volcanites à affinité BAB et MORB dans la plaine de Vavouto, la séquence de gabbros et dolérites de la région de Témala, les basaltes et pyroclastites de type OIB de la péninsule de Pinjen, et enfin les boninites de la plaine des Gaiacs au sud de la zone d'étude. Ces différents assemblages possèdent une position stratigraphique imposée par les événements tectoniques responsables de l'obduction des séquences de croûte océanique/manteau lithosphérique sur le socle de la Nouvelle-Calédonie. Selon notre étude, l'enchevêtrement des unités volcaniques et volcano-sédimentaires de l'Unité de Poya à la base, surmontées par les gabbros de Témala et les unités mantelliques au sommet, suggère un assemblage imbriqué formant une suite structuralement inversée en provenance du bassin marginal Sud-Loyauté dont certains membres ultramafiques ont été fortement affectés par leur passage en milieu suprasubductif (SSZ). Cette disposition structurale inverse des faciès ultramafiques est décrite pour la première fois en Nouvelle-Calédonie et contraste avec les séquences ultramafiques moins démembrées du sud de l'île. La spécificité des péridotites du Koniambo et des séquences volcaniques sous-jacentes est la résultante de plusieurs processus particuliers. En premier lieu, une double fusion partielle des péridotites ; • La première serait à l'origine des basaltes océaniques de type MORB de l'Unité de Poya réalisée du Crétacé supérieur au Paléocène lors de l'ouverture du bassin marginal Sud-Loyauté en réponse à la subduction de la plaque Pacifique sous la marge du Gondwana. Des processus annexes ont alors conduit à la formation d'OIB et de BAB dans le contexte océanique du bassin Sud-Loyauté. • Le second processus, à l'Éocène, serait la subduction intra-océanique de la lithosphère des Loyauté sous le proto-arc du même nom avec à ce stade une seconde phase de fusion partielle du manteau déjà fortement appauvri en terres rares et HFS lors des phases précédentes de la fusion et ceci en contexte supra-subductif. Cet épisode pourrait expliquer l'origine possible des boninites alors formées en position d'avant-arc et le caractère extrêmement appauvri des harzburgites. Parallèlement, des processus multiphasés d'altération hydrothermale apparaissent à l'origine des serpentinites silicifiées et des précipitations de giobertite dans la séquence péridotitique basale de Vavouto, constituée très vraisemblablement à relativement faible profondeur dans le coin mantellique supra-subductif au dessus de la lithosphère plongeante des Loyauté sous l'action de fluides hydriques, puis lors de la remontée des matériaux concernés et de l'obduction des péridotites; Enfin l'obduction proprement dite avec son cortège de déformations est à l'origine de la structuration actuelle du massif du Koniambo. L'assemblage des divers membres constitutifs du massif du Koniambo sur le socle de la Nouvelle-Calédonie est le résultat de trois évènements tectoniques majeurs. Dans un premier temps, l'obduction à l'Éocène supérieur de la séquence croûte océanique/nappe ophiolitique sur le bâti Calédonien a provoqué l'accrétion d'écailles mantelliques selon une disposition apparente inversée dans le massif du Koniambo. Sous l'influence d'une deuxième période tectonique importante ayant son origine à l'ouest de la Nouvelle-Calédonie, l'assemblage des membres de la séquence ophiolitique fut découpé en sept domaines structuraux distincts. Au nord et nord-est de la zone d'étude, une faille de coulissage, désignée « l'Accident Tectonique Majeur, ATM », est un des évènements tectoniques le plus récent affectant les lithologies du secteur à l'étude. L'ATM présente un corridor de déformation en transpression présentant des rampes de chevauchement frontales ainsi que de coulissage oblique-dextre, l'ensemble est fortement incliné vers le nord-est. Ce dernier est une conséquence d'un raccourcissement tectonique ayant engendré un transport structural provenant globalement du nord contribuant à la remontée des unités géologiques appartenant au socle de la Nouvelle-Calédonie par rapport à la séquence obductée de la partie ouest de l'île. Des failles normales, présentes principalement sur les versants ouest des massifs du Koniambo et du Katépahie traduiraient les effets de l'ajustement isostatique de la ride de Norfolk suite au détachement en profondeur de la nappe subductée combiné à la surélévation du socle de la Nouvelle-Calédonie accentué par le développement de la nouvelle zone de subduction à l'ouest. Ces failles normales seraient synchrones au mouvement d'obduction de la séquence ultramafique et ont vraisemblablement continué à se développer après l'obduction. L'étude des indicateurs de mouvement responsables de l'assemblage inverse des membres de la séquence ophiolitique confirme que la séquence ophiolitique fut obductée en provenance du N/NE. Cette étude porte une attention particulière aux variétés de serpentines présentes au sein des séquences ultramafiques du Koniambo. Les assemblages antigorite/lizardite et chrysotile/magnétite de la séquence de Vavouto seraient préférentiellement associés à un processus multiphasé d'altération hydrothermale ayant agi très vraisemblablement à relativement faible profondeur dans le coin mantellique supra-subductif au-dessus de la lithosphère plongeante des Loyauté puis lors de la remontée des matériaux concernés et de l'obduction des péridotites. Le rôle des serpentines primaires dans la fixation du nickel est bien connu. La présence de garniérite dans des saprolites comportant une forte proportion de serpentines primaires résiduelles est synonyme d'un enrichissement en nickel via les processus de latéritisation. Les analyses chimiques des divers faciès du profil latéritique du Koniambo effectuées dans le cadre des diverses opération d'explorations reliées à la définition de la ressource économique des profils latéritiques du massif du Koniambo ont démontré que ceux-ci sont non seulement riches en nickel et cobalt mais aussi en scandium. Bien que la paragenèse du scandium dans les gisements latéritiques soit peu documentée, les travaux effectués en parallèle à cette étude ont permis d'identifier certains niveaux d'enrichissements dans les phases minéralogiques des altérites. Il est observé que le scandium est relativement immobile dans un environnement d'altération latéritique et, par conséquent, se concentre dans les faciès résiduels augmentant ainsi sa teneur dans une proportion identique, mais inverse à la perte de volume et de densité du matériel latéritique résiduel. La problématique de la représentation tridimensionnelle de la distribution des faciès constitutifs des profils latéritiques et par conséquent du nickel, cobalt et autres oxydes majeurs est étudiée. L'assemblage complexe des divers faciès résiduels d'un profil latéritique donné rend difficile sa modélisation tridimensionnelle par les méthodes traditionnelles. Nous proposons une méthodologie de modélisation tridimensionnelle qui met en oeuvre les principes de géostatistique tels que le kriging pour l'interpolation des blocs en milieu déridé (unwrinkling) ainsi que le concept de changement de support afin d'adapter le modèle à la sélectivité minière envisagée. Enfin, une méthode de classification des ressources minières en fonction des risques associés à la variabilité dans la distribution de la teneur en nickel ainsi que de l'épaisseur des séquences minéralisées est présentée.

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Ce travail retrace l’évolution de la suture panafricaine le long de l’axe Anti-Atlas, Hoggar occidental, Gourma, depuis l’activité tectono-magmatique néoprotérozoïque pré-panafricaine jusqu’à l’activité magmatique anorogénique cénozoïque via l’étude de quatre massifs basiques-ultrabasiques disposés à la périphérie du craton ouest-africain. Le massif d’Amalaoulaou (Gourma, Mali) est interprété comme la racine d’un arc intra-océanique ayant enregistré la mise en place de magmas basiques (unité des métagabbros) à un stade immature de l’évolution de l’arc (subduction naissante) vers 800-790 Ma. Les gabbros quartziques (~720 Ma) et les gabbros à hornblende de l’unité supérieure ont des signatures de magmas d’arc plus franche, témoins d’une source mantellique plus enrichie par l’apport de la plaque océanique plongeante. Les métagabbros sont ensuite affectés par une recristallisation et localement par une anatexie en conditions du faciès granulitique. De nombreuses veines leucocrates se développent à ce stade, ce sont principalement des anorthosites et des tonalites (mises en place vers 660 Ma) provenant de la fusion partielle des métagabbros (850°C-1000°C, P>10 kbar). Cette fusion génère également des résidus denses à grenat-clinopyroxène-rutile, associations fréquemment présentes dans les racines d’arcs plus récents et reflétant la maturation de l’arc. L’arc d’Amalaoulaou est ensuite exhumé et charrié sur le craton ouest-africain dans des conditions de basse température et moyenne pression (550°C, 6-9 kbar), probablement au même moment que l’exhumation des éclogites du Gourma (~620 Ma). L ‘épisode de subduction océanique est suivi par la subduction continentale dans le Gourma et le Hoggar occidental. Les éclogites/amphibolites de Tiléouine et Tin Zebbane (Hoggar occidental) sont des métabasaltes tholéiitiques enrichis et alcalins intracontinentaux ayant plongé à 60 km de profondeur (600°C, 17 kbar) lors de la subduction d’une partie du terrane du Tassendjanet. Même si la nature géochimique du protolithe est encore reconnaissable, ces métabasaltes ont subi une différenciation chimique lors de la recristallisation à haute pression par interaction avec les fluides issus de la déshydratation des métasédiments. L’exhumation (615-600 Ma) se fait relativement lentement, ce qui induit un rééquilibrage thermique (750°C, ~10 kbar) avant l’exhumation à basse température (660 °C, 7-8 kbar) précédant de peu voire synchrone à la phase collisionnelle. L’intrusion basique-ultrabasique de Tiléouine marque la fin de la collision panafricaine dans le Hoggar occidental (600-590 Ma). C’est une ancienne chambre magmatique différenciée, mise en place entre 10 et 20 km de profondeur, et montrant une évolution magmatique depuis des cumulats ultramafiques riches en olivine, spinelle et pyroxène vers des gabbros riches en plagioclase. Le magma parental est d’affinité tholéiitique enrichie et tire probablement sa source de la lithosphère sous-continentale. La mise en place de cette intrusion est contemporaine d’un contexte tectonique transtensif induisant un amincissement lithosphérique au niveau du Tassendjanet. Cette suture péri-cratonique est réactivée au Cénozoïque, lors de la convergence Afrique-Europe, ce qui se marque par la mise en place de laves alcalines, notamment dans l'Est de l’Anti-Atlas marocain (Saghro : 10-3 Ma). Les néphélinites du Saghro sont issues de faibles taux de fusion partielle d’une source mantellique contenant un composant HIMU et localisée à la limite asthénosphère/lithosphère (70-100 km sous l’Anti-Atlas). La cristallisation fractionnée de ces magmas génère des phonolites, par fractionnement de feldspath, néphéline, apatite et sphène, principalement. L’étape finale de différenciation se marque par la formation de phases peu communes comme la hainite et la lorenzenite. Ces magmas se sont mis en place à la faveur de fentes de tension et de fractures ouvertes ayant la même orientation que la contrainte principale au Mio-Pliocène.

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

Dans les Alpes occidentales françaises les associations métamorphiques alpines vont de l 'anchizone à l'Ouest aux éclogites à l'Est, en passant par des schistes verts , des paragenèses à lawsonite, diverses associations à amphiboles sodiques et des paragenèses à jadéite + quartz . Ces associations se sont formées au cours de différentes phases de métamorphisme et ainsi à des moments diff érents de l'histoire structurale, de telle sorte qu ' elles se recouvrent partiellement dans le temps et que leurs distributions donnent une image complexe . La région plus particulièrement étudiée du point de vue minéralogique et pétrologique est constituée par une partie des deux zones penniques : la zone briançonnaise - Grand- Saint - Bernard et la zone piémontaise.

Au travers de l'étude pétrologique, géochronologique et structurale du dôme éclogitique du Tso Morari (E-Ladakh, Himalaya), les processus d'exhumation des roches de HP-BT sont discutés. La découverte d'éclogites à glaucophane, de métasédiments à jadéite-chloritoïde et de métagranites éclogitisés, implique la subduction du dôme du Tso Morari à plus de 70 km de profondeur (20 ± 3 kbar ; 580 ± 50°C). Son exhumation s'accompagne d'une décompression quasi-isothermale jusqu'à 40-30 km. Puis elle est associée à une augmentation de température (630 ± 30°C), et s'achève dans le faciès des Schistes Verts. Les unités adjacentes au dôme du Tso Morari sont peu métarmorphiques (faciès Schistes Verts ) et de nature différente. La chimie des basaltes montre une origine d'avant arc pour l'ophiolite de Nidar et d'OIB pour les unités de Drakkarpo et Ribil ; les roches basiques du Tso Morari sont au contraire des tholéiites continentales. L'origine indienne du Tso Morari est confirmée par les âges des orthogneisses à 458-457 Ma en Sm/Nd et Rb/Sr. La subduction de la marge indienne, est datée à 60-55 Ma par U-Pb et Lu-Hf. L'exhumation débute rapidement (≥ 4mm.an-1) entre 55 ± 7 Ma (Sm-Nd sur Grt-Gln-RT) et 48-45 Ma (Rb/Sr et 39Ar/40Ar sur des métapélites rétromorphosées), en contexte de subduction. L'exhumation se poursuit plus lentement (≈ 2 mm.an-1) de 48-45 Ma à 30 ± 1 Ma (âges 39Ar/40Ar sur micas), en contexte de collisions. Les structures (D1-D2), liées à l'extrusion verticale du dôme, sont indépendantes de celles des unités adjacentes. La transition entre D1, témoin d'un raccourcissement horizontal, et de D3 associé à du raccourcissement vertical , passe par un régime de déformation en constriction (D2). Les changements pétrologiques, structuraux et géochronologiques sont corrélés à des changements de géométrie à l'échelle des plaques. L'exhumation du Tso Morari débute par extrusion verticale à travers le coin mantéllique serpentinisé, en contexte de subduction continentale oblique. Puis le dôme est exhumé plus lentement à travers la croûte, à la faveur du sous-plaquage du cristallin du Haut Himalaya sous le Tso Morari, provoquant un épaississement crustal important, en contexte de collision. A partir de cette évolution, defférents modèles d'exhymations sont discutés

Le rift Est africain (REA) est une frontière de plaque en extension. Ce rift présente plusieurs stades d’extension, de l’initiation du rift en Tanzanie jusqu’à l’accrétion océanique en Afar. Le bassin de Manyara se situe le plus au sud de branche Est du REA. Il est caractérisé par la présence de volcanisme récent (< 1,5 Ma) et d’un essaim sismique dans la croûte inférieure (20 – 40 km). De par sa localisation et son contexte tectonique, le bassin de Manyara offre l’opportunité d’étudier le stade le plus précoce de l’initiation du rift. Le bassin de Manyara est composé de plusieurs types de laves hyperalcalines, les néphélinites magnésiennes (Mg# > 55) (Labait, Kwaraha), de calciocarbonatite (Kwaraha) et des néphélinites différenciées (Mg# < 35) (Hanang).Les néphélinites magnésiennes (Labait et Kwaraha) sont des laves primaires composées d’olivines et de clinopyroxènes (cpx). La modélisation géochimique des éléments en trace suggère que ces magmas primaires résultent d'un degré de fusion partielle ≤ 1 % à partir d'une péridotite à grenat et phlogopite. Ces magmas proviennent d’une profondeur > 120 km (présence de xénolites avec des conditions d’équilibre > 4 GPa). Les minéraux ont cristallisés à partir d’un magma pauvre en eau (0,1 et 0,5 pds % H2O). La calciocarbonatite et les néphélinites différenciés sont issues des néphélinites magnésiennes par cristallisation fractionnée et processus d’immiscibilité. Les néphélinites du Hanang sont riches en éléments alcalins (9,5 – 12,1 pds % Na2O+K2O) et en silice (44,2 – 46,7 pds% SiO2) et sont composés de cpx, grenat, néphéline, titanite et apatite. La zonation complexe dans les cpx (par exemple, changement brusque de Mg#, Nb/Ta, et H2O) implique une différenciation magmatique en système ouvert avec immiscibilité de liquide carbonaté et silicaté ainsi qu’un remplissage de la chambre magmatique avec des liquides primaires. La faible teneur en eau des cpx (3 – 25 ppm H2O) indique la présence d’un magma pauvre en eau (0,3 pds % H2O) lors de la cristallisation des cpx à des conditions crustales (340 – 640 MPa et 1050 – 1100 °C). L’étude des inclusions vitreuses dans les néphélines de Hanang permet de contraindre l'évolution magmatique tardive des néphélinites et le comportement des éléments volatils (CO2, H2O, S, F, Cl) lors du stockage et de la remontée du magma. Les inclusions vitreuses sont composées d’un verre trachytique, d’une phase carbonatée et d’une bulle de rétraction. Le verre trachytique contient du CO2 (0,43 pds % CO2, analyses SIMS), du soufre (0,21 à 0,92 pds% S), du chlore (0,28 – 0,84 pds % Cl) et très peu d’H2O (< 0,1 pds % H2O, analyses Raman). Le processus d’immiscibilité conduisant à la formation du carbonate se produit dans un système fermé pendant l'ascension rapide du magma, entre 200 – 500 MPa. La phase carbonatée est un carbonate anhydre et riche en Ca-Na-K-S (33 pds % CaO, 20 pds % Na2O, 3 pds % K2O, et 3 pds % S). Le liquide pré-immiscible a une composition phonolitique avec 6 ± 1,5 pds % CO2 à une pression de 700 MPa. Une étude préliminaire des inclusions par spectroscopie XANES et des roches par spectroscopie Mössbauer a permis de déterminer que les laves de Manyara se sont formées à conditions oxydantes (~ ∆FMQ +1,5).À l’initiation du rift, le volcanisme dans le bassin de Manyara est caractérisé par des magmas riches en CO2 et pauvres en H2O issus d’au moins 120 km de profondeur sous l'escarpement du rift. La présence de ces magmas riches en CO2 et la faible quantité de roches volcaniques émises à la surface peuvent indiquer que le piégeage et la percolation de ces magmas en profondeur est un déclencheur potentiel des essaims sismiques profonds. / East African Rift (EAR) is the divergent plate boundary. EAR exposes different stages of extension, from early stage rifting in Tanzania to oceanic accretion in Afar (Ethiopia). Manyara basin is the southernmost rift system of the east branch of EAR with recent volcanism (< 1.5 Ma) and a seismic swarm in the lower crust (20 – 40 km). Due to its location and tectonic setting, the Manyara basin offers the opportunity to study the earliest stage of rift initiation. Manyara volcanism is composed of several types of hyper-alkaline lavas as Mg-nephelinites (Mg# > 55) (Labait, Kwaraha), calciocarbonatite (Kwaraha) and evolved nephelinites (Mg# < 35) (Hanang).Mg-nephelinites (Labait and Kwaraha) are primary lavas mainly composed of olivine and clinopyroxene (cpx). Geochemical modelling from trace elements suggests that these primary magmas result from a degree of partial melting < 1 % from a CO2-garnet-phlogopite-bearing peridotite. These magmas have an asthenospheric source at depth > 120 km (lava carries xenoliths with equilibrium conditions > 4 GPa). The minerals were crystallized from a magma with a low H2O content (0.1 and 0.5 wt% H2O). The calciocarbonatite and evolved nephelinites are derived from Mg-nephelinites by fractional crystallization and immiscibility processes. Hanang nephelinites are silica- and alkaline-rich lavas (44.2 – 46.7 wt % SiO2, 9.5 –12.1 wt % Na2O+K2O, respectively) composed by cpx, Ti-garnet, nepheline, apatite and titanite. Complex zonation of cpx (e.g. abrupt change of Mg#, Nb/Ta, and H2O) and trace element patterns of nephelinites record magmatic differentiation involving open system with carbonate-silicate immiscibility and primary melt replenishment. The low H2O content of cpx (3 – 25 ppm wt. H2O) indicates that at least 0.3 wt % H2O was present at depth during carbonate-rich nephelinite crystallization at 340 – 640 MPa and 1050 – 1100 °C. The study of hosted-nepheline melt inclusions from Hanang allows constraining the late magmatic evolution of nephelinites during storage and magma ascent. Melt inclusions are composed by a silicate trachytic glass, a carbonate phase and a shrinkage bubble. Trachytic glass contains high content in CO2 (0.43 wt %, SIMS analyses), sulfur (0.21 – 0.92 wt % S), chlorine (0.28 –0.84 wt % Cl) and H2O low content (< 0.1 wt %, Raman analyses). Immiscibility process leading to the formation of carbonate occurs in a closed system during rapid magma ascent between 200 – 500 MPa. The carbonate phase is a Ca-Na-K-S-rich and anhydrous carbonate (33 wt % CaO, 20 wt % Na2O, 3 wt % K2O, and 3 wt % S). The pre-immiscible liquid has a phonolitic composition with 6 ± 1.5 wt % CO2 at 700 MPa. A preliminary study of melt inclusions by XANES spectroscopy and whole rocks by Mössbauer spectroscopy was used to determine these Manyara lavas were formed at oxidizing conditions (~ ΔFMQ +1.5).The early stage rifting volcanism (Manyara Basin) is characterized by CO2-rich and H2O-poor magmas from at least 120 km below the rift escarpment. The presence of CO2-rich magmas and the small amount of volcanic rocks erupted at the surface may indicate that the storage and percolation of these magmas at depth is a potential trigger for deep seismic swarms.

Titre de l'écran-titre (visionné le 29 janvier 2024) / Le gisement Upper Beaver (UB) est un système hydrothermal de Cu-Au situé dans la sous-province de l'Abitibi, au nord de la faille de Larder-Lake Cadillac. Le complexe intrusif Upper Beaver (UBIC) peut être décomposé en phases intrusives qui se succèdent et qui contiennent une abondance de magnétite primaire et secondaire. Cette abondance est associée à la minéralisation qui est riche en Cu-Au. Les contrôles structuraux complexes qui influencent la minéralisation peuvent souvent modifier la réponse géophysique mesurée en entraînant une différence de la signature pétrophysique pour des roches encaissantes qui ont pourtant des compositions minéralogiques similaires. En évaluant les propriétés électromagnétiques des roches (susceptibilité magnétique, résistivité/conductivité et polarisation provoquée), nous avons constaté qu'il est possible de différencier l'altération des unités géologiques sur la base des différences dans leur réponse pétrophysique. Ces différences sont imposées par des changements des roches par des processus tels que la formation de veines, la minéralisation et la formation de failles. Ces différences peuvent être grossièrement divisées en trois événements : (1) préminéralisation (2) minéralisation principale et (3) post-minéralisation. Dans ces travaux, nous démontrons que les valeurs de susceptibilité magnétique peuvent être utilisées pour différencier entre les veines qui sont issues de la préminéralisation, de la minéralisation principale et post-minéralisations. La susceptibilité varie en fonction de l'oxydation progressive du système, les phases préminéralisation et l'événement de minéralisation principale forment de la magnétite et nous y retrouvons des valeurs de susceptibilité magnétique supérieures à 100 x 10⁻³ SI. La formation de carbonates de quartz lors de l'événement de minéralisation principale influence légèrement l'abondance de magnétite et peut détruire une certaine portion de celle-ci. Les valeurs de susceptibilité magnétique pour ces unités sont alors contrôlées par la lithologie de l'hôte ou par l'altération dominante (qui se situent généralement entre 1 et 100 x 10⁻³ SI). La variation naturelle des valeurs de susceptibilité magnétique qui découlent de la combinaison de la formation de carbonate de quartz au sein de lithologies disparates rend cette phase difficile à identifier. Enfin, l'épisode stérile post-minéralisation est destructeur de magnétite avec des valeurs de susceptibilité magnétique inférieures à 1 x 10⁻³ SI. La résistivité électrique est fortement influencée par la géométrie des textures par rapport à la géométrie de l'instrument de mesure utilisé pour acquérir les données de forage. Nous montrons que l'épidote hydrothermale, la séricite et la minéralisation riche en Au-Cu ont un effet significatif sur la résistivité électrique à l'échelle du centimètre ou du mètre et que ces effets peuvent être déduits des résultats. Pour mieux illustrer les effets d'échelle de ces caractéristiques et, enfin de compte, la macro-texture de la masse rocheuse mesurée, nous avons introduit le rapport de résistivité N64/N8. À l'UB, la résistivité de la roche minéralisée devrait augmenter au fur et à mesure que les textures gagnent en importance. Les veines associées à la minéralisation sont dominées par le quartz, les carbonates et de l'ankérite qui sont tous des matériaux résistifs. L'altération antérieure à l'événement de minéralisation principale se situe dans une fourchette de N64/N8 entre 0,5 et 1,0. L'altération associée avec l'événement de la minéralisation principale peut être divisée en veines riches en Cu-Au et seulement riche en Au. Les veines riches en Cu-Au (qui sont dominées par l'épidote et l'altération du k-feldspath) se situent entre 1,0 et 2,5 tandis que les veines riches en Au (qui sont dominées par l'épidote, l'ankérite et l'altération de la séricite) se situent entre 2,5 et 3,5. L'altération post-minérale occupe des rapports allant de 0,5 à 1,0. Les brèches et les failles sont associées à des veines riches en carbonate et en Au et ont un effet important sur le rapport N64/N8. Nous avons également constaté que la minéralisation riche en Cu-Au à proximité de la zone de stock-work (un ensemble de veines et de brèches hydrothermales à proximité des intrusions felsiques centrales du gisement) présente un rapport de résistivité plus élevé que la minéralisation distale. Les fractures et les conditions de forage ont été étudiées. Nous avons conclu que celles-ci n'ont pas d'effets significatifs lorsqu'elles sont comparées aux effets des mécanismes d'altérations. Nous concluons que les textures qui sont souvent associées aux plus hautes teneurs de la minéralisation peuvent être séparées de la roche hôte en comparant les mesures obtenues à partir de différents espacements d'électrodes. La polarisation provoquée (IP) sert de pont entre la susceptibilité magnétique et la résistivit é, car elle est influencée par les mêmes processus géologiques (changements de grain et de texture). En raison de l'impact de l'échelle sur les caractéristiques texturales, le rapport IP IP641/IP161 a été créé. La signature IP entre les événements antérieurs, principaux et postérieurs à l'événement de minéralisation est restée relativement cohérente et n'était pas discernable par IP. La zone de stock-work contient cependant un halo de minéralisation de type skarn, qui a produit une anomalie IP notable. Des valeurs IP anormales ont également été observées aux contacts bréchifiés entre les unités I2Dm (syénite mafique) et V7 (basalte). Il s'agit probablement de magnétite aciculaire générée par le métasomatisme de contact dans ces régions, qui a été identifiée visuellement dans les forages de l'UB. Cependant, aucune microscopie n'a été réalisée sur les forages de cette étude et ne peut donc être confirmée. / The Upper Beaver Deposit (UB) is a Cu-Au hydrothermal system located within the Abitibi sub-province north of the main Larder-Lake Cadillac break. The Upper Beaver Intrusive Complex (UBIC) can be broken down into successive intrusive phases which contain abundant primary and secondary magnetite associated with Cu-Au rich mineralization. The complex structural controls on mineralization often influence the measured geophysical response, resulting in a difference in petrophysical signal for two mineralogically similar host rocks. Assessing the electrical and magnetic properties of the rocks (magnetic susceptibility, resistivity/ conductivity and induced polarization) we found that it is possible to differentiate between altered and unaltered geological units based on differences in their petrophysical response. These differences in petrophysical signature are caused by changes to the host rock from processes such as veining, mineralization, and faulting. These differences can be broadly split into three events: (1) pre-ore, (2) main ore, and (3) post ore events. In this work, we show that the magnitude of the magnetic susceptibility can be used to differentiate between rocks that have been variably altered by one of the three main geological events. The pre-ore dog's breakfast (DBF) event, the main-ore event rich in Cu-Au, the quartz-carbonate Au-only portion of the main ore and the post-ore barren event. The susceptibility varies with the gradual oxidization of the system. The pre-ore and main-ore events are magnetite forming and magnetic susceptibility values are above 100 x 10⁻³ SI. The main-ore quartz carbonate phase is magnetite neutral to slightly destructive and the magnetic susceptibility values of these units is controlled by the host lithology or dominant alteration (which are generally between 1 and 100 x 10⁻³ SI). It makes the quartz carbonate phase difficult to identify from the magnetic susceptibility data. The barren post ore event is magnetite destructive and magnetic susceptibility values fall below 1 x 10⁻³ SI. Resistivity is strongly influenced by the geometry of the textures relative to the geometry of the measurement instrument used to acquire the borehole data. We show that hydrothermal epidote, sericite, and mineralization have a significant effect on the electrical resistivity. The variations can be seen over scales that range from centimetres to a meter which can be inferred from data measured with different electrode spacing. To better illustrate the scale effects of these features and ultimately the macro texture of the rock mass measured, we have introduced the resistivity ratio N64/N8. The N64/N8 ratio compares the electrical resistivity measured at an electrode separation of 64 inches to the electrical resistivity measured with an electrode separation of 8 inches. In, this study it is used as a proxy to understand the scale of the electrical resistivity features encountered in the borehole. For a homogeneous rock mass, this ratio is 1. Ratios greater than 1 can either be caused by significant resistive veining, that is it has an effect n the numerator of the ratio, or by small conductive features that lowers the denominator. This approach allows to rapidly identify homogeneous portions of the rock mass and to highlight heterogeneous sections. At the UB, the resistivity of the mineralized rock is expected to increase as the scale of the textures increase. In this case, this occurs because the veins associated with mineralization are dominated by resistive quartz, carbonate and ankerite. Pre-ore alteration occupies a N64/N8 range between 0.5 - 1.0. Main ore-event alteration can be split between Cu-Au and Au rich veining. The Cu-Au rich veining (which is dominated by epidote and k-feldspar alteration) plots between 1.0 and 2.5 while the Au rich veining (which is dominated by epidote, ankerite and sericite alteration) plots between 2.5 and 3.5. The post-ore alteration occupies ratios that range from 0.5 to 1.0. Breccias and faults are associated with carbonate Au rich veins and are shown to have a compounding effect on the N64/N8 ratio. We also found that Cu-Au rich mineralization close to the stock-work zone (a collection of veins and hydrothermal breccias close to the central felsic intrusions within the deposit) sees an increased resistivity ratio when compared to distal mineralization. Fractures and hole conditions were investigated but did not have significant effects on the resistivity measurements in comparison to alteration. We conclude that textures which are often associated with the highest grades of mineralization can be separated from host rock by comparing electrical resistivity measurements acquired with different electrode spacing. Induced polarization (IP) is a physical property which is affected by both minor grain inclusions and textural alignment of grains. IP may therefore help to confirm some of the textrual effects noted on these two other methods. Due to the scale impact on textural features the IP ratio IP641/IP161 was created. Like the N64/N8 ratio, the IP ratio consists of the IP channels at the 16 inches and 64 spacing, with the following 1 denoting the first time window of recording. The IP signature measured on areas of the pre, main and post ore events remained relatively consistent and was not useful in discerning between them. The stock-work zone, however, contains a halo of skarn-like mineralization, which produced a noticeable IP anomaly, anomalous IP values were also observed on the brecciated contacts between I2Dm (mafic syenite) and V7 (Basalt) units. This is likely acicular magnetite generated from contact metasomatism in these regions, which has been visually identified in boreholes at the UB. However, no microscopy has been conducted on samples taken from the boreholes within this study and this supposition cannot be confirmed.

Les chondrites carbonées (CCs) sont des objets primitifs accrétés lors de la formation du Système Solaire. Composées en grande partie de chondres, de matrice et d’inclusions réfractaires, elles ont enregistré les hétérogénéités chimiques, isotopiques et minéralogiques de la nébuleuse solaire. Contrairement aux autres classes de chondrites, la grande majorité des CCs sont primitives (types pétrologiques 1 à 3). Elles n’ont donc pas subi de métamorphisme important sur leur corps parent. Toutefois, un groupe de CCs, les CKs, montre un métamorphisme thermique intense (types pétrologiques 4 à 6). Ces chondrites sont caractérisées par des matrices recristallisées, des olivines équilibrées à ∼Fa31, un degré d’oxydation important (olivines riches en NiO, rapport métal/magnétite proche de zéro), des teneurs en éléments réfractaires lithophiles intermédiaires aux CVs et aux COs, ou encore des compositions isotopiques en oxygène se situant dans le champ défini par les CVs et les COs. Les CKs ont été peu étudiées jusqu’au début des années 90, car peu nombreuses (seulement 210 classifiées au 6 décembre 2011) et de petite taille (masse médiane ∼33,5g). Leurs compositions isotopiques et chimiques laissent supposer l’existence d’un lien génétique avec les CV3. Les découvertes récentes de nouvelles CKs depuis 1990, et notamment de CK3 par le biais de collectes systématiques au Sahara et en Antarctique, permettent l’étude détaillée de l’évolution métamorphique des CKs, notamment à la transition 3–4. Ce travail a pour but de caractériser les conditions dans lesquelles s’est déroulé cet épisode métamorphique, et grâce à l’observation de plusieurs CK3–4, d’étudier la relation CV-CK. La caractérisation détaillée de l’évolution métamorphique de 19 CKs dont 5 CK3 a permis de confirmer que les différences observées entre les divers composants chondritiques (abondance, minéralogie, texture) des CVs et des CKs peuvent être expliquées par un épisode thermique secondaire de HT-BP (∼300–650°C) en conditions oxydantes (∼NNO). De plus, l’analyse de profils de diffusions dans les chondres des CKs indique des durées de métamorphisme intermédiaires à celles communément invoquées pour du choc (de quelques secondes à quelques jours) et pour la désintégration d’éléments à courte durée de vie (plusieurs millions d’années). Une série d’expériences réalisées en four 1 atmosphère avec contrôle de la fugacité d’oxygène nous a permis de reproduire les textures caractéristiques des CKs et d’obtenir une teneur en fer d’équilibre des olivines des CVs, valeur proche de celle mesurée dans les CKs. Cela semble donc confirmer que les CKs sont des CVs rééquilibrées. Par conséquent, la classification actuelle de ces chondrites en deux groupes distincts devrait être modifiée afin de rendre compte de l’existence de cette série métamorphique CV-CK continue. Nous proposons de considérer le chauffage radiatif comme cause possible du métamorphisme des CKs. Un modèle numérique nous a permis de confirmer que des météoroïdes carbonés avec des périhélies situés entre 0,07 et 0,15 UA peuvent être chauffés à des températures pouvant aller jusqu’à 780°C. Les tailles pré-atmosphériques estimées pour les CV-CK (de quelques centimètres à 2,5 mètres) sont compatibles avec ce type de processus. La fragmentation d’un corps parent homogène de type CV (possiblement l’astéroïde à l’origine de la famille d’Eos) pourrait former des météoroïdes qui, sous l’effet de phénomènes de résonances, seraient redirigés vers l’intérieur du Système Solaire et pourraient ainsi être métamorphisés par chauffage radiatif. Ce type de processus thermique secondaire n’étant efficace que pour de petits fragments d’astéroïdes, il ne doit pas être considéré comme un processus corps-parent stricto sensu. / Carbonaceous chondrites (CCs) are primitive objects accreted during the earliest stage of the Solar System formation. Mainly composed of chondrules, matrix and refractory inclusions, CCs recorded chemical, isotopic and mineralogical heterogeneities of the solar nebula. Unlike other chondrite classes, most CCs are primitive (petrologic types 1 to 3), i.e., they have not been affected by thermal parent-body processes. However, CK chondrites suffered an intense metamorphism (petrologic types 4 to 6). The CK group is characterized by recrystallized matrices, equilibrated olivines (∼Fa31), a high level of oxidation (Ni-rich olivines, metal/magnetite ratio close to zero), low contents of refractory inclusions, refractory lithophile abundances intermediate between CV and CO groups, and oxygen isotope compositions overlapping the CV and CO groups. CKs have been poorly studied until the 1990’s, in part due to the small number of classified samples (210 as of December 6th, 2011), and their small masses (median mass∼33.5g). Isotopic and major element compositions support a genetic link with CV3s. Since1990, recent discoveries of CKs, in particular of CK3s recovered by systematic Antarctic and Saharan collects, allow a detailed study of the CK metamorphic evolution, especially at the 3–4 transition. The objective of this study is the characterization of the conditions of metamorphism of CKs, and through analyses of several CK3–4 samples, the study of the CV-CK relationship. The detailed characterization of the metamorphic evolution of 19 CKs, including 5 CK3, confirms that observed differences between chondritic components in CVs and CKs (abundance, mineralogy, texture) can be explained by a secondary HT-BP thermal process (∼300–650°C) under oxidizing conditions (∼NNO). Moreover, durations of metamorphism obtained by the analysis of diffusion profiles in CK chondrules are intermediate between those commonly admitted for shock (few seconds to several days) and for short-lived radionuclides decay (several million years). An experimental study, using a 1-atmosphere furnace with controlled oxygen fugacity, provides additional arguments for the CV-CK relationship. We reproduced characteristic CK textures and obtained olivine iron contents of equilibrated CVs close to those measured in CKs. These experiments confirm that CKs can be considered as reequilibrated CVs. Thus, the current classification of CVs and CKs in two distinct groups should be modified in order to account for the existence of the CV-CK continuous metamorphic series from type 3 to 6. We propose to consider radiative heating as a possible cause of metamorphism for CKs. Numerical thermal modeling indicates that carbonaceous meteoroids with low perihelia (between 0.07 and 0.15 AU) can be heated at temperatures up to 780°C. Pre-atmospheric sizes estimated for CVs and CKs (from a few centimeters to 2.5 meters) support this thermal process. Fragmentation of an homogeneous CV-type parent body (possibly the parent asteroid at the origin of the Eos family) could be the source of meteoroids which, due to resonances, move toward the Sun and thus be metamorphosed by radiative heating. This secondary thermal process, affecting only small asteroid fragments, should not be considered as a parent-body process in the sense that it did not occur on the asteroid before its disruption.

Les astéroïdes Cérès et Vesta ont motivé la mission spatiale Dawn parce qu'ils représentent deux embryons planétaires différents restés relativement intacts depuis leur formation. Vesta est large- ment considéré comme le corps parent des météorites HED témoins d'une activité magmatique probablement due à la présence de l'isotope radioactif 26Al qui était suffisamment abondant pour permettre la fusion interne des corps rocheux primitifs. La composition d'une surface planétaire peut être mesurée grâce à l'analyse des rayons gammas qu'elle produit. Pour la sonde Dawn cela est rendu possible par l'instrument GRaND et la scintillation d'un cristal de BGO. Cette thèse présente l'analyse des spectres gammas de Vesta par deux outils de séparation aveugle de source: l'analyse en composantes indépendantes (ICA) et la factorisation en matrice non-négative (NMF). Ces méthodes sont aussi appliquées à un jeu de données lunaire comparable et déjà bien interprété. Des spectres synthétiques lunaires permettent de tester ICA et NMF. La séparation de spectres élémentaires s'avère délicate même si on peut distinguer les éléments K, Th et Fe en raison des propriétés statistiques de leur signaux sources plus favorables. On mesure la sensibilité d'ICA-NMF à la variabilité chimique de la surface pour des Lunes artificielles, ce qui permet d'expliquer l'absence de séparation d'un signal élémentaire clair dans le cas de Vesta. Malgré les observations de la sonde Dawn et le nombre important d'informations fournies par les HED, il n'y a pas de consensus sur la formation des HED. On met souvent en avant l'existence d'un océan magmatique global sur Vesta, alors que la migration de la principale source chaleur, contenue dans le premier minéral fondu, le plagioclase, ne permet pas la fusion totale. On met en oeuvre un modèle de migration des magmas, basé sur les équations de la compaction. On adapte ce modèle en utilisant un diagramme d'équilibre de phase olivine-anorthite-quartz. Cela permet de calculer l'évolution de la minéralogie en fonction du temps et de la profondeur. Les résultats montrent que les eucrites et les diogénites pourraient être une caractéristique commune des gros corps accrétés tôt dans l'histoire du système solaire. / Asteroids Vesta and Ceres motivated the space mission Dawn because they represent two different planetary embryos that remained relatively intact since their formation. Vesta is broadly considered as the parent body of the HED meteorites suite that are witnesses of a magmatic activity probably due to the presence of the radioactive isotope 26 Al which was present in significant amount to cause internal melting of primitive rocky bodies. The composition of a planetary surface can be quantified through the analysis of the gamma rays it produces. This is made possible for the Dawn spacecraft by the instrument GRaND and the scintillation of a BGO crystal. This thesis presents the analysis of gamma ray spectra from Vesta by two blind source separation methods: the independent component analysis and the non negative matrix factorization. These methods are also applied to an equivalent lunar dataset already well interpreted. Lunar synthetic spectra are used to test ICA and NMF. The separation of elementary spectra is delicate although K, Th and Fe can be discriminated due to the more favorable statistical properties of their source signals. The sensitivity of separation to the chemical variability is assessed based on artificial lunar spectra, which allows to explain the lack of separation of a clear elemental signal in the case of Vesta. Despite the observations of Dawn and the important collection of HED data, there is no consensus on the conditions of the vestan magmatism. A global magma ocean is often put forward, whereas the migration of the heat source, contained in the easiest mineral to melt, plagioclase, does not allow it. A model of melt migration is implemented, based on two-phase flow equations. This model is combined with the olivine-anorthite-quartz equilibrium phase diagram. This allows to predict the mineralogy as a function of depth and time. Results obtained show that eucrites and diogenites may be a common feature of large bodies accreted early in solar system history.