Les principaux gisements d’uranium connus du Niger (Arlit, Akouta et Imouraren) sont tous localisés dans le bassin de Tim Mersoï, à l’Est de la faille d’Arlit. Les gisements d’Arlit et d’Akouta sont encaissés dans des formations Carbonifères et présentent une minéralisation à uranium essentiellement réduite, alors que le gisement d’Imouraren est contenu dans une formation d’âge Jurassique sous forme de minéralisation uranifère majoritairement oxydée avec quelques poches de minéralisation réduite. La découverte de nouvelles concentrations d’uranium à l’Ouest de la faille d’Arlit et les différences entre les gisements dans le Carbonifère et le Jurassique, ont encouragé une réévaluation des modèles métallogéniques antérieurs. L’objectif est de déterminer si les différentes minéralisations uranifères ont été formées durant un même évènement diagénétique/hydrothermal en lien avec un épisode géotectonique majeur, ou si celles-ci sont polyphasées dans le temps, afin de proposer un modèle métallogénique global. Une approche multi-technique regroupant une étude détaillée de la diagenèse, des fluides, de la minéralisation, de la géochronologie et de la géothermométrie, a été appliquée afin de retracer l’histoire d’enfouissement du bassin et d’appréhender les conditions de dépôt de l’uranium. Deux phases principales de minéralisation uranifère se distinguent: (i) un épisode diagénétique/hydrothermal principal entre 100 et 135 Ma au cours duquel les minéraux primaires d’uranium et de cuivre précipitent en milieu réduit dans des conditions proches de l’enfouissement maximal (P : 80-120 bars, T : 115-150 °C), en relation avec les périodes de rift atlantique au Crétacé. (ii) une série de remaniement des minéraux primaires en milieu oxydant pour former des minéraux secondaires d’uranium, de vanadium et de cuivre en conditions supergènes liée à l’exhumation des séries depuis 50 Ma, lors des grandes phases d’oxydation connues en Afrique de l’Ouest. / The main U-deposits of Niger (Arlit, Akouta, and Imouraren) are all located in the Tim Mersoï Basin, east of the Arlit Fault. The deposits of Arlit and Akouta are hosted in Carboniferous formations and have a substantially reduced uranium mineralization, while the Imouraren deposit is contained in a Jurassic formation in the form of predominantly oxidized uranium mineralization with some pockets of reduced mineralization. New ore bodies discoveries west of the Arlit Fault in the regions of Arlit and Akouta and the differences between the U-deposits in the Carboniferous and Jurassic, have encouraged a reevaluation of the previous metallogenic models. The objective is to determine whether the uranium mineralizations of Tim Mersoï Basin were formed during the same diagenetic/hydrothermal event in relation with a major geotectonic event, or if they are polyphase over time, in order to propose a general metallogenic model. A multi-technique approach involving a detailed study of diagenesis, fluid circulations, mineralization, geochronology and geothermometry was applied to trace the burial history of the basin and constrain the P-T conditions of uranium deposition. Two main phases of uranium mineralization are distinguished: (i) A diagenetic/hydrothermal episode between 100 and 135 Ma in which primary uranium and copper minerals precipitate in reduced environment under conditions close to maximum burial (P : 80-120 bars, T : 115-150 °C), in relation with Atlantic rift periods during Cretaceous. (ii) A serie of remobilizations of primary uranium minerals in oxidizing environment to form secondary uranium, vanadium and copper minerals under supergene conditions related to uplift since 50 Ma, during the major events of oxidation in western Africa.

Les interactions entre la fracturation, les circulations fluides et la chimie des fluides au sein de marges hyper-étendues sont encore peu décrites et sont pour la plupart localisées en mer, enfouies sous des sédiments post-rift. Le bassin sud Aquitain et la partie nord des Pyrénées constituent un cas d’étude approprié pour l’investigation de ces interactions dans un modèle de marge hyper-étendue avec exhumation du manteau durant le Crétacé inférieur puis inversée. Les données de terrain ont permis de décrire trois principaux sets de fractures. Ils ont été corrélés aux principaux événements de l’évolution géodynamique du bassin correspondant au rifting triasique, à l’hyper-extension datée Aptien-Cénomanien, et à la compression pyrénéenne. Les observations pétrographiques, les analyses Raman et microthermométriques sur les inclusions fluides, les données acquises par ICP-MS, et les analyses isotopiques ont permis de déterminer les chimies, les températures, les conditions rédox, les compositions des gaz, les signatures isotopiques de l’oxygène et du carbone, et les teneurs en terres rares des fluides parents pour les ciments précipités durant chaque épisode. Ces données ont permis le calage temporel des évènements diagénétiques majeurs. En particulier, la dolomie baroque et la chlorite ont précipité dans les fractures du set 2 durant l’hyper-extension correspondant au pic thermique à des températures supérieures à 300°C. La signature isotopique, la forte teneur en CO2, l’occurrence de H2S et les fortes salinités des fluides parents suggèrent la percolation de fluides mantelliques ascendants au travers des évaporites triasiques. La phase fin et post hyper-extension est caractérisée par de la bréchification hydraulique dans les formations les plus poreuses, une baisse des températures et des salinités, une baisse de la contribution mantellique dans les fluides parents, une fermeture du système diagénétique au cours de l’enfouissement et un passage à des conditions réductrices durant la précipitation du quartz, de la pyrite et de la calcite. La phase de compression pyrénéenne associée au troisième stade de fracturation a induit une réouverture du système diagénétique et favorisé le retour à des conditions oxydantes et à des infiltrations de fluides météoriques / Interactions between fracturing, fluid circulations and fluid chemistry on hyper-extended margins is still poorly described as most of them are located offshore, buried underneath post-rift sediments. The southern Aquitaine basin and the northern Pyrenees constitute an appropriate case study to investigate these interactions since a model of hyper extended margin with mantle exhumation during the Lower Cretaceous subsequently inverted was recently proposed. From a field study, we here describe three main sets of fractures (set 1 to set 3). They are correlated with main stages of the geodynamic evolution of the basin corresponding to the Liassic rifting, the Aptian-Cenomanian hyper-extension, and the Pyrenean compression. Petrographic observations, Raman and micro-thermometry analysis on fluid inclusions, ICP-MS, and isotope analysis permitted to determine chemistries, temperatures, redox conditions, gas compositions, oxygen and carbon isotopic signatures, and REE contents of parent fluids for cements precipitated during each episode. In particular saddle dolomite and chlorite precipitated in set 2 fractures during the hyper-extension corresponding to the thermal peak at temperatures higher than 300°C. The isotopic signature, the high CO2 content, the occurrence of H2S and the high salinity of parent fluids suggest ascending mantle fluids percolating across Triassic evaporites. The late and post hyper-extensional phase is characterized by hydraulic brecciation in porous formations, a decrease in temperature and salinity, a decrease in mantle contribution in parent fluids, a closing of the diagenetic system during burial and a switch to reducing conditions during the precipitation of quartz, pyrite and calcite. The Pyrenean compressive phase associated with the third fracturing stage induced a reopening of the diagenetic system and favored a return to oxidizing conditions and infiltrations of meteoric fluids

Une fois déposé, un sédiment est affecté au cours de son enfouissement par un ensemble de processus, regroupé sous le terme diagenèse, le transformant parfois légèrement ou bien suffisamment pour le rendre méconnaissable. Ces modifications ont des conséquences sur les propriétés pétrophysiques qui peuvent être positives ou négatives, c'est-à-dire les améliorer ou bien les détériorer. Une voie alternative de représentation numérique des processus, affranchie de l'utilisation des réactions physico-chimiques, a été adoptée et développée en mimant le déplacement du ou des fluides diagénétiques. Cette méthode s'appuie sur le principe d'un automate cellulaire et permet de simplifier les phénomènes sans sacrifier le résultat et permet de représenter les phénomènes diagénétiques à une échelle fine. Les paramètres sont essentiellement numériques ou mathématiques et nécessitent d'être mieux compris et renseignés à partir de données réelles issues d'études d'affleurements et du travail analytique effectué. La représentation des phénomènes de dolomitisation de faible profondeur suivie d'une phase de dédolomitisation a été dans un premier temps effectuée. Le secteur concerne une portion de la série carbonatée de l'Urgonien (Barrémien-Aptien), localisée dans le massif du Vercors en France. Ce travail a été réalisé à l'échelle de la section afin de reproduire les géométries complexes associées aux phénomènes diagénétiques et de respecter les proportions mesurées en dolomite. De plus, la dolomitisation a été simulée selon trois modèles d'écoulement. En effet, la dédolomitisation étant omniprésente, plusieurs hypothèses sur le mécanisme de dolomitisation ont été énoncées et testées. Plusieurs phases de dolomitisation per ascensum ont été également simulées sur des séries du Lias appartenant aux formations du groupe des Calcaire Gris, localisées au nord-est de l'Italie. Ces fluides diagénétiques empruntent le réseau de fracturation comme vecteur et affectent préférentiellement les lithologies les plus micritisées. Cette étude a permis de mettre en évidence la propagation des phénomènes à l'échelle de l'affleurement. / Once deposited, sediment is affected by diagenetic processes during their burial history. These diagenetic processes are able to affect the petrophysical properties of the sedimentary rocks and also improve as such their reservoir capacity. The modelling of diagenetic processes in carbonate reservoirs is still a challenge as far as neither stochastic nor physicochemical simulations can correctly reproduce the complexity of features and the reservoir heterogeneity generated by these processes. An alternative way to reach this objective deals with process-like methods, which simplify the algorithms while preserving all geological concepts in the modelling process. The aim of the methodology is to conceive a consistent and realistic 3D model of diagenetic overprints on initial facies resulting in petrophysical properties at a reservoir scale. The principle of the method used here is related to a lattice gas automata used to mimic diagenetic fluid flows and to reproduce the diagenetic effects through the evolution of mineralogical composition and petrophysical properties. This method developed in a research group is well adapted to handle dolomite reservoirs through the propagation of dolomitising fluids and has been applied on two case studies. The first study concerns a mid-Cretaceous rudist and granular platform of carbonate succession (Urgonian Fm., Les Gorges du Nan, Vercors, SE France), in which several main diagenetic stages have been identified. The modelling in 2D is focused on dolomitisation followed by a dedolomitisation stage. For the second study, data collected from outcrops on the Venetian platform (Lias, Mont Compomolon NE Italy), in which several diagenetic stages have been identified. The main one is related to per ascensum dolomitisation along fractures. In both examples, the evolution of the effects of the mimetic diagenetic fluid on mineralogical composition can be followed through space and numerical time and help to understand the heterogeneity in reservoir properties.

L'étude a pour but de caractériser les facteurs de contrôles de la distribution des propriétés pétrophysiques et mécaniques dans les réservoirs carbonatés. Pour y répondre, il a été entrepris une démarche intégrant des analyses sédimento-diagénétiques (sédimentologiques, pétrographiques, géochimiques…) et de la fracturation (stratigraphie mécanique et stratigraphie de fracture, hiérarchisation, chronologie…). L'acquisition des données a été réalisée sur un analogue de terrain d'un réservoir carbonaté fracturé : la Formation Madison, d'âge Carbonifère inférieur (357-340 Ma), affleurant dans le Bassin de Bighorn (Wyoming, USA) et qui est aussi un réservoir exploité en subsurface. Cette acquisition a été réalisée dans cinq sites : Wind River Canyon, Shell Canyon, Sheep Mountain, Shoshone Canyon, et Clark's Fork Canyon (selon une polarité paléogéographique proximale - distale).Dans le Wyoming (USA), la Formation Madison est une série carbonatée, atteignant une épaisseur de 340 m, formée de sept séquences de dépôt basse fréquence (SBF). Les deux premières (SBF1 et 2) se sont formées sur une rampe qui, en conséquence de progradations extensives, s'est aplanie progressivement pour former une plate-forme sur laquelle se sont déposées les cinq autres séquences (SBF3 à 7). SBF1 à 3, d'âge Kinderhookien à Osagéen inférieur, se sont formées sous climat aride à la faveur d'une subsidence tectonique générale compensant les chutes eustatiques épisodiques. Les cortèges de rétrogradation se caractérisent par le développement étendu des milieux inter- à supratidaux et des processus de précipitation d'évaporites et dolomitisation. / The purpose of this study is to characterize factors controlling the distribution of the petrophysical and mechanical properties in carbonate reservoirs. To do so, a pluridisciplinary approach integrating sedimento-diagenetic and fracturing analyses on a carbonate reservoir analogue: he Madison Formation, (Lower Carboniferous, 357-340 My), outcropping in the Bighorn Basin (Wyoming, USA) and that is also a subsurface reservoir.The Madison Formation is a 340 m thick carbonate series composed of seven low frequency depositional sequences (LFS). The first two (LFS 1 and 2) formed on a prograding ramp passing upward into a vast platform on which the other five LFS deposited (LFS3 à 7). LFS 1 to 3 (Kinderhookian to lower Osagean) deposited under arid conditions during general subsidence that balanced eustatic falls. Retrograding system tracts are characterized by the development of supratidal to intertidal environment dominated by evaporite precipitations and carbonate dolomitization. Prograding system tracts are mainly mainly by early-lithified grainstones. LFS 4 to 7 (Osagean) deposited under humid conditions (glacial conditions in high-latitudes) that contributed to a decrease in evaporite precipitations and carbonate dolomitization but that involved karstifications on tops of LFS 4 to 7 during uplift episodes and eustatic falls.

L'ivoire d'éléphant est un matériau biologique composé de fibres de collagène (CF) à 30 % massique et de particules d'hydroxyapatite carbonatées et enrichies en Mg à 70 % massique (Mg-carb-HAP). Il présente une structure hiérarchique complexe de la macro à la nano-échelle. La relation entre le motif macroscopique de Schreger observé à la surface des sections transverses des défenses et la micro-morphologie de l'ivoire en 3D (réseau tubulaire et orientations secondaires des CF) a été établie. Les marqueurs chimiques (Ca, P, Mg, Sr) et structuraux (épaisseurs et organisation des particules de Mg-carb-HAP) témoins des processus de formation de l'ivoire ont été déterminés. La diagenèse précoce en milieu marin a ensuite été étudiée par une approche physico-chimique combinant les analyses MEB, PIXE/RBS-EBS et SAXS. Les mécanismes d'altération identifiés sont les adsorptions des ions du milieu extérieur (Cl, Sr, Fe, Cu) à la surface des défenses, les échanges entre les ions exogènes et endogènes de l'ivoire et l'augmentation de la cristallinité des Mg-carb-HAP. Bien qu'immergées dans le même environnement diagénétique, les trois défenses du site des Poulins présentent différents états d'altération. Un bon état de préservation macroscopique ne reflète pas forcément un bon état de conservation de la dentine à l'échelle moléculaire. Finalement, l'ancienne polychromie et la dorure d'origine des ivoires d'Arslan Tash (Syrie, 800 av. J.C.) ont été restituées par des analyses non-invasives par FX en plein champ et PIXE/RBS-EBS. Les couleurs identifiées sont: le bleu et le vert égyptiens (Cu), avec des teintes plus ou moins claires (Pb), le rouge et l'orange (Fe). / Elephant ivory is a biological material composed of collagen fibers (CF) at 30 wt. % and Mg-enriched carbonated hydroxyapatite particles at 70 wt. % (Mg-carb-HAP). It has a complex hierarchical structure from macro- down to nano-scale. The relationship between the macroscopic Schreger patterns observed on the surface of transverse sections of tuks and the 3D micro-morphology of ivory (tubular network and CF secondary orientations) has been established. Chemical (Ca, P, Mg, Sr) and structural markers (thickness and organization of particles Mg-carb-HAP) which control the formation of ivory have been determined. Early diagenesis in the marine environment was then studied by means of SEM, PIXE/RBS-EBS and SAXS analyses. Diagenetic mechanisms were identified, as ionic adsorptions from marine environment to the tusk surfaces, ionic substitutions between exogenous and endogenous ivory ions and increased crystallinity of Mg-carb-HAP. Different states of preservation were observed among three tusks coming from the same submarine archaeological site. Good macroscopic preservation states of the surface does not necessarily reflect good preservation states of the dentin at the molecular level. Finally, the former polychromy and gilding of ivories from Arslan Tash (Syria, 800 BC.) have been reconstructed by non-invasive FF-FX and PIXE/RBS-EBS analyses. Egyptian blue and green (Cu) with different shades (Pb), as well as red and orange (Fe) have been identified. The gilding technique consisted of applying a 2 µm thick gold leaf. Over time, these decorations altered ivory surfaces inducing, among others, the formation of Au nanoparticles derived from the weathering of the gold leafs.

Les objectifs de cette thèse sont (1) de définir les facteurs contrôlant le développement à grande échelle des plateformes carbonatées intracratoniques et (2) de relier la diagenèse précoce des discontinuités avec les paléoenvironnements et les modèles de stratigraphie séquentielle. L’évolution de la plateforme carbonatée de l’ouest de la France a été reconstituée de l’Aalénien à l’Oxfordien (17 millions d’années). La topographie du socle contrôle la répartition latérale des bathymétries jusqu’au Bathonien moyen. La tectonique régionale favorise ou empêche localement la production carbonatée. À l’échelle des bassins ouest-téthysiens, des phases généralisées de disparition et de croissance des plateformes carbonatées sont contrôlées par les variations du climat d’une période de 9 millions d’années. La production carbonatée est faible pendant les périodes humides et importante au cours des périodes sèches perturbées par de courtes moussons. Des analyses isotopiques (δ18O et δ13C) à haute résolution ont été réalisées sur des ciments précoces variés localisés sous des discontinuités, permettant de reconstituer l’histoire paléoenvironnementale aboutissant à leur formation. Les ciments en dents de chien ainsi que les ménisques et enveloppes micritiques analysées ont précipité directement en calcite faiblement magnésienne dans l’eau de mer. Un nouveau modèle reliant architecture, stratigraphie séquentielle, faciès et diagenèse précoce est proposé pour une bordure de plateforme oolithique. Sur la plateforme interne, les discontinuités passent latéralement de surfaces subaériennes à des hardgrounds marins, dont l’érosion aboutit au dépôt de niveaux à intraclastes sur la bordure de plateforme. La cimentation précoce est uniquement localisée sous les discontinuités et est absente dans la bordure de plateforme où la sédimentation est continue. / The objectives of this thesis are (1) to characterize the factors controlling the large-scale development of intracratonic carbonate platforms and (2) to link early diagenesis of discontinuities with palaeoenvironments and sequence stratigraphy models. The evolution of the western France carbonate platform is reconstructed from the Aalenian to the Oxfordian (17 million years). The basement topography controls bathymetries until the mid-Bathonian. Regional tectonics promotes or prevents locally carbonate production. General stages of carbonate platform growth and demise in western Tethyan basins are controlled by 9 million years’ climatic variations. Carbonate production is low during humid intervals and high during dry intervals disturbed by short periods of intensive rainfall. High resolution isotopic analyses(δ18O and δ13C) were performed on various early cements located below discontinuities to reconstruct the palaeoenvironmental conditions leading to their formation. Dogtooth cements, micritic meniscus and envelopes precipitated in low-magnesium calcite directly in seawater. A new model, linking architecture, facies, sequence stratigraphy and early diagenesis is proposed for an oolitic platform wedge. On the inner platform, discontinuities change laterally from subaerial surfaces to marine hardgrounds, whose erosion leads to the deposit of an intraclasts level on the platform wedge. Early cements are only located under discontinuities and are absent in the platform wedge because of a continuous sedimentation rate.

L’objectif de ce mémoire est de quantifier la diagenèse de l’arsenic (As) dans les sédiments, d'utiliser ceux-ci comme archive environnementale et d’identifier les réactions clés de l’As. Huit lacs ont été visités en juin 2018 et mai 2019, le long d’un transect de 80 km au nord-ouest de la mine d’or Giant, à Yellowknife, dans les Territoires du Nord-Ouest, Canada, pour y prélever de l’eau de surface, des carottes de sédiments et de l’eau porale. Ces échantillons ont été analysés afin d’obtenir les concentrations dissoutes et solides de carbone organique, d’As, de fer (Fe), manganèse (Mn) et d'aluminium (Al) et des anions nitrate, sulfate, sulfure et chlorures. Les concentrations d’As dans l’eau porales ont été interprété à l’aide de la modélisation diagenétique inverse et de calculs thermodynamiques. L'historique des flux d’As solide déposés au fond des lacs a été calculé après correction pour l'influence de la diagenèse. Les flux diffusifs d’As à l’interface eau-sédiment en réponse à la contamination causée par l’activité minière ont été calculés pour les deux années d'échantillonnage. Les résultats montrent que la diagenèse est plus importante dans les lacs avec des taux de sédimentation plus faibles. Après correction, les données indiquent que les flux d'As maximaux coïncident avec la période d'activité de la mine. Néanmoins, les lacs près de la mine sont toujours sous l’influence d’apports importants d’As dissous depuis leur bassin versant, et montrent des flux diffusifs élevés d’As vers la colonne d’eau. Les calculs thermodynamiques de spéciation et des indices de saturations suggèrent que la mobilité de l'As est liée à celle des oxydes de fer et au soufre. Le sulfure de fer amorphe se forme dans les sédiments et l’As co-précipite ou s’adsorbe sur cette phase minérale. Enfin, le moment de la fonte du couvert de glace, qui permet l’arrivée de l’oxygène, semble déterminer la mobilité de l’As auprintemps. Dans le contexte où les changements climatiques influencent la durée du couvert de glace, une étude approfondie de l’effet du couvert de glace sur les conditions d’oxydoréduction est souhaitable. / The goal of this thesis is to quantify the diagenesis of arsenic (As) in the sediments, using them as environmental archives and identify the key reactions of As. Eight lakes have been visited in June 2018 and May 2019, along an 80 km transect northwest from the gold mine Giant, near Yellowknife in the Northwest Territories, Canada to collect surface water, sediment cores and porewater. These samples have been analyzed to obtain the dissolved and solid concentration of organic carbon, As, iron (Fe), manganese (Mn) and aluminium (Al) and anions (nitrate, sulfate, sulfide and chloride). As concentrations in porewater were interpreted using inverse diagenetic modeling and thermodynamics calculations. The history of the fluxes of solid As deposited at the bottom of the lakes was calculated after correction for the influence of diagenesis. Diffusive fluxes of As at the sediment-water interface in response to contamination from mining activity were calculated for the two years of sampling. The results show that diagenesis is greater in lakes with lower sedimentation rates. After correction, the data indicates that the maximum As fluxes coincide with the period of mine activity. Nonetheless, lakes near the mine are still influenced by large inputs of dissolved As from their watersheds, and show high diffusive fluxes of As to the water column. Thermodynamic calculations of speciation and saturation index suggest that the mobility of Asis related to that of iron oxides and sulfur. Amorphous iron sulfide forms in the sediment and As coprecipitates or adsorbs to this mineral phase. Finally, the timing of the melting of the ice cover, which allows the arrival of oxygen, seems to determine the mobility of As in the spring. In the context of climate change shortening the duration of ice cover, an in-depth study of the effect of ice cover on redox conditions is desirable.

Ce travail concerne le Trias alpin de la partie septentrionale de Belledonne : affleurements de la Girotte, de la vallée de l'Arly, Crest Volland et Signal de Bisane. La sédimentation continentale est étudiée dans des zones à la tectonique très active.

L'étude des dépôts de l'Hauterivien-Aptien du Jura a permis de mettre en évidence le caractère discontinu de la sédimentation carbonatée en domaine de plate-forme. Dans cette région en effet, les niveaux de l'Urgonien se composent de plusieurs séquences de dépôt superposées, fréquemment limitées par des surfaces émersives et érosives. L'étude sédimentologique et microfaciologique de détail a conduit à l'élaboration d'un modèle d'agencement de microfaciès et a permis également de mieux comprendre l'évolution verticale des milieux de dépôt de chaque coupe. L'analyse d'un grand nombre de coupes dans cet intervalle permet enfin de connaître précisément l'importance des variations latérales de faciès. L'étude minéralogique fait ressortir que les intervalles riches en kaolinite coïncident plutôt avec les faciès de transgression (FT) et les faciès de plate-forme. La présence de pyrophyllite dans toutes les séquences de dépôt rencontrées et de la paragonite dans les niveaux de la séquence de dépôt Ju6 n'avaient jusqu'alors jamais été mises en évidence dans les séries du Jura neuchâtelois et vaudois. Un inventaire micropaléontologique systématique de toutes les faunes de cet intervalle a été entrepris ainsi qu'une analyse critique permettant de rejeter la lignée phylétique proposée par Schroeder [1994]. Les données micropaléontologiques et sédimentologiques ont permis de caractériser précisément sept séquences de dépôt. La comparaison des répartitions des faunes jurassiennes avec celles du Vercors, chronostratigraphiquement calées par ammonites, permet d'attribuer les deux premières séquences à l' Hauterivien (Ju1, Ju2) ; les séquences Ju5, Ju6 sont attribuées au Barrémien supérieur et Ju7 à l'Aptien inférieur. La présence de niveaux du Barrémien supérieur dans le Jura est maintenant prouvée. En revanche, l'âge des séquences Ju3 et Ju4 n'est pas précisément connu, en raison de leur pauvreté en éléments de valeur chronostratigraphique. La séquence Ju4, qui peut manquer totalement par érosion dans la plupart des coupes étudiées, pourrait être placée soit dans la partie élevée de l'Hauterivien, soit dans la partie inférieure du Barrémien. L'analyse séquentielle a permis de plus de démontrer que les corrélations lithostratigraphiques antérieurement proposées sont, dans la plupart des cas, erronées sur le plan chronologique. Le découpage en séquences de dépôt permet de reconnaître quatre épisodes paléoenvironnementaux dans cet intervalle stratigraphique : - le premier se compose de niveaux calcaréo-mameux d'environnements circalittoraux ouverts d'âge clairement Hauterivien (séquences Jul-2), fréquemment marqués par des surfaces d'érosion majeures; - le second se compose de niveaux essentiellement carbonatés, d'environnements de lagon d'âge inconnu (séquences Ju3-Ju4) ; - le troisième épisode, situé au-dessus d'une surface d'érosion d'extension verticale pluridécamétrique, se compose de faciès calcaires de lagon ouvert et de lagon à rudistes fréquemment émergés, d'âge Barrémien supérieur (séquences Ju5 et Ju6), qui forment l' Urgonien jurassien; - le quatrième épisode, qui marque l'interruption brutale de la sédimentation carbonatée et la fin des dépôts urgoniens dans cette région (séquence de dépôt Ju7) est d'âge Aptien inférieur. Les sédiments de l'Urgonien jurassien, de puissance réduite, ne représentent en réalité que des séquences partielles de l'Hauterivien et du Barrémien supérieur pro parte, documentées par l'interprétation des données sédimentologiques, diagénétiques, et micropaléontologiques.

Dans le bassin de Franceville (Gabon), les sédiments détritiques non-métamorphosés d’âge Paléoprotérozoïque (2,15 Ga) des formations FA et FB ont fait l’objet d’une étude faciologique, pétrographique et géochimique. L’objectif était de déterminer l’origine de ces matériaux clastiques et des minéralisations uranifères associées, mais aussi d’en retracer l’histoire diagénétique à travers l’évolution des paléoconditions rédox et des fluides qui les ont percolés.La pétrographie des faciès montre que la minéralogie et la texture initiales de ces sédiments ont été fortement modifiées au cours de la diagenèse précoce. Au toît de la formation FA, les quartz-arénites faiblement granoclassées ont été très tôt cimentées par du quartz, s’opposant ainsi à l’action ultérieure de la diagenèse d’enfouissement. Dans les arènes arkosiques, la séquence paragénétique liée aux ciments authigènes suggère que les interactions fluides-roches ont été polyphasées et que les éléments chimiques nécessaires à leur précipitation trouvent leur origine dans l’altération de minéraux détritiques. Pour un ensemble lithologique donné, les effets de la diagenèse varient peu d’un faciès à l’autre, ce qui indique un fort contrôle des paramètres initiaux tels que la minéralogie, la texture et la composition du fluide poral. Par conséquent, ces faciès sédimentaires nous informent directement sur les propriétés hydrologiques qui régnaient dans le bassin sédimentaire, et sur la nature de la diagenèse précoce qui les a affectés.Les données pétrographiques et géochimiques montrent que la précipitation de l’hématite en lits ferrugineux a débuté juste après le dépôt des sédiments, dont l’altération des minéraux primaires a libéré le fer, plus tard redistribué durant la diagenèse. Ainsi, la mise en évidence d’une corrélation positive entre les valeurs de "delta" 56Fe et les rapports Fe/Mg mesurés sur échantillon total suggère que le fer se répartit entre deux pôles que sont l’hématite authigène et les silicates porteur du fer. En revanche, l’absence de relation entre les rapports Fe3+/FeT et les compositions isotopiques du fer démontre que des oxydes riches en isotopes lourds du fer préexistaient dans les sédiments lorsque la diagenèse précoce a débuté. Le fer présent initialement à l’état réduit dans des faciès sédimentaires verts s’est progressivement oxydé au cours de la diagenèse, processus à l’origine de la formation des lits ferrugineux.Dans la formation FA du Bassin de Franceville, les gisements uranifères résultent de la libération de l’uranium contenu à l’origine dans les grès oxydés des dépôts fluviatiles inférieurs puis de sa migration et de son piégeage dans les grès réduits et les mudstones silteux des formations de deltas de marée supérieures, où il s’est concentré par un mécanisme de type roll-front.L’analyse des éléments chimiques majeurs et traces des formations FA et FB indique que leurs matériaux constitutifs trouvent leur source dans des roches ignées felsiques. Tandis que les diagrammes de terres rares normalisés aux chondrites, les anomalies négatives en Eu et les rapports GdN/YbN plaident plus précisément en faveur des roches archéennes et paléoprotérozoïques. Enfin, des diagrammes discrimants et des rapports en éléments majeurs et traces montrent que, si la plupart des grès de la formation FA se sont déposés sur une marge passive, les mudstones et les grès fins des formations FA et FB ont sédimenté sur une marge continentale active en relation avec la tectonique paléoprotérozoïque de la Ceinture orogénique du Centre-Ouest de l’Afrique. / The FA and FB Formations clastic sediments have been subjected to detailed facies, petrographic, and geochemical analyses in relation to diagenesis, fluid flow, paleo-redox conditions, provenance, and uranium mineralization during the evolution of the unmetamorphosed Paleoproterozoic (ca 2.15 Ga) Franceville Basin, Gabon. Lithofacies analyses in combination with petrographic studies indicate that the original mineralogical and textural properties of the sediments have been greatly modified during diagenesis. The moderately sorted quartz arenite at the top of FA underwent early quartz cementation; thus preventing it from subsequent burial diagenetic processes. The inferred paragenetic sequence of authigenic cements in the arkosic arenites suggest a multiphase of fluid-rock interactions with most of the ions needed for their precipitations likely sourced during alteration of detrital precursors. The observed slight variations in the diagenetic pathways in different lithofacies associations are closely related to primary mineralogy, texture, and nature of pore fluid. This relationship suggests that depositional facies can provide an insight into the diagenetic pathways and hydrologic properties of sediments in sedimentary basins. Petrographic features coupled with whole rock geochemical and iron isotope analyses suggest that hematite precipitation in the red beds started after sediment deposition with the iron internally derived by alteration of iron-bearing minerals and redistributed during late diagenesis. Positive correlation between Fe/Mg ratio and "delta" 56Fe values of bulk samples suggests mixing relationship with end members being authigenic hematite and iron-bearing silicates. The lack of relationship between Fe3+/FeT ratios and iron isotope compositions suggest that the isotopically heavy iron oxide was already present in the sediments during early diagenesis, and was incorporated into green (reduced) facies that likely replaced red facies during diagenesis or burial. Uranium released from the lower, fluvial oxidized sandstones and added to the reduced sandstones and silty mudstones in the upper tidal-deltaic sediments potentially resulted in a uranium mineralization of a roll-front type in the FA Formation of the Franceville Basin. Major and trace element geochemical data for the FA and FB formation are consistent with sediments derived exclusively from felsic igneous source. Chondrite-normalized patterns with high LREE/HREE ratios, negative Eu anomalies, and GdN/YbN ratios favour mixture of Archean and Post-Archean felsic sources. Discriminant diagrams and elemental ratios of major and trace elements suggest deposition of most of the FA sandstone in a passive margin, while the mudstones and fine-grained sandstones of FA and FB were deposited in an active continental margin during Paleoproterozoic tectonic regimes of the West Central African Belt.