L'étude pétrographique et géochimique des granites Taourirts est entreprise. Le chapitre 1 fait la synthese des études sur la géologie du Hoggar ( 1981) Le chapitre 2 aborde la répartition et l'étude des intrusions de granite de type Taourirt et les minralisations associées Le chapitre 3 traite de la pétrographie de ces intrusions Le chapitre 4 aborde l'aspect géochimie.

Ce travail repose sur l'approche géologique et métallogénique du massif des Grandes Rousses.

La zonalité, ou répartition spatiale des phases minéralogiques est un phenomène general qui apparait au cours de nombreux processus pétrogénétiques, et en particulier à partir d'une source magmatique. Neanmoins, c 'est dans les gisements métallifères qu 'il semble le plus net.

Le plan de cette thèse est le suivant : une première partie fait le point des connaissances actuelles concernant la géologie de Belledonne, afin de situer, en second lieu , et avec la plus grande précision possible, les anciennes mines dans leur contexte géologique La troisième partie développera l'inventaire des prospects anciens et actuels et sera surtout une description des gisements et des minéralisations qu'ils renferment. Pour terminer, ce sera l'objet de la quatrième partie, il sera tenté un essai de détermination des processus génétiques responsables de la mise en place des gisements qui permettra de leur assigner une place dans la classification métallogènique

Le présent mémoire est présenté en quatre chapitres. Dans le premier, on exposera succintement les données régionales de géographie, géologie et de métallogénie. Les deux chapitres suivants traitent de géochimie. On abordera d'abord la géochimie régionale dont l'importance est primordiale pour déceler une éventuelle parenté géochimique entre la minéralisation et son encaissant. Ensuite, on détaillera , la géochimie minérale, organique et isotopique du soufre du gisement primaire de M'Passa. Par l'emploi de l'analyse statistique multivariable, on recherchera les corrélations entre les éléments dosés ainsi que leur répartition entre les différentes phases en présence. On pourra alors être à même de proposer un modèle pour la genèse des indices et gisements de la région. Le dernier chapitre sera celui des interprétations globales, des conclusions et des suggestions pour les travaux futurs de prospection minière.

Le tantale (Ta) est un métal rare essentiel de l'industrie high-tech, que l'on extrait principalement des pegmatites à éléments rares. Bien que la minéralogie du tantale soit relativement bien connue, on connaît très peu les processus qui contrôlent la formation d'un gisement de tantale. Le but de ma thèse est de comprendre les minéralisations en Ta dans la pegmatite géante de Tanco (Canada), l'un des trois plus gros gisements de Ta au monde. Cette pegmatite est extrêmement complexe pétrogénétiquement et minéralogiquement, et montre divers styles de minéralisations en Ta. L'étude de deux de ces styles, l'un associé aux zones magmatiques précoces de la pegmatite, l'autre, aux zones centrales altérées par des processus plus tardifs, m'a permis d'évaluer la contribution des processus magmatiques et métasomatiques dans la minéralisation, et d'établir un modèle métallogénique pour le Ta à Tanco.

Le gisement de Beattie est situé dans la ceinture de roches vertes de l'Abitibi, à proximité de la faille Porcupine-Destor, et est associé à une syénite porphyrique. Les corps minéralisés ont une ressource totale inférée de 2,77Moz contenu dans 56,2Mt de minerai à 1,53g/t d'or. Dans le gisement de Beattie, deux styles de minéralisation sont présents, à contrôle lithologique et à contrôle structural. La minéralisation à contrôle lithologique est limitée exclusivement à la syénite altérée en carbonates de fer. Cette minéralisation représente du minerai à basse teneur mais fort tonnage, dans lequel l'or est porté par la pyrite arsénifère et l'arsénopyrite. L'or est « invisible »; il se présente sous la forme de solution-solide dans le cœur poreux et riche en arsenic des pyrites. La minéralisation à contrôle structural est présente uniquement dans des zones de cisaillement adjacentes et incluses dans la syénite. Le minerai est à haute teneur dans des zones de brèches silicifiées à caractère hydraulique et tectonique, dans des veines de quartz cherteux, dans des veines polymétalliques intensément silicifiées, et dans des dykes de syénite trachytique très altérée. L'or y est visible sous forme d'éléctrum dans les microfractures des pyrites bréchifiées. Les deux styles de minéralisation et les altérations font partie d'une évolution paragénetique commune dans un environnement magmatique-hydrothermal. Des phases initiales oxydantes ont évolué en conditions réduites à la faveur de fluides magmatiques et externes riches en CO2. Ce changement d'état d'oxydation a entraîné la précipitation des sulfures et la cristallisation de l'or « invisible » dans la pyrite arsénifère et l'arsénopyrite. Une phase d'altération ultérieure, dominée par des fluides hydrothermaux riches en silice, a pour résultat la bréchification des sulfures et leur redistribution dans des corridors siliceux, ainsi que la remobilisation de l'or dans les microfractures des pyrites bréchifiées. Les compositions calculées de δ18O et δD sur les veines de quartz associées à cet évènement tardif sont respectivement 7.67%o et -66%o, indiquant une dominance des fluides magmatiques avec une probable composante métamorphique. Cet évènement syn-métamorphique (transition D2-D3) est associé à un fort enrichissement en Hg, Te, Mo, Ag, Sb, As, et Se. Le style de cristallisation de l'or dans le gisement de Beattie est une conséquence de la dominance des régimes en systèmes ouverts, tant au niveau de l'incorporation dans le magma de l'arsenic qui contrôle la précipitation de l'or « invisible », que de la circulation tardive de fluides hydrothermaux riches en silice qui sont à l'origine de la remobilisation de l'or. Le gisement de Beattie partage des affinités avec des gisements associés aux intrusions (Intrusion Related Gold Deposit), des gisements épithermaux à tendance neutre à intermédiaire, et des gisements de type mésothermaux. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Gisement d'or, porphyre Archéen, or invisible, remobilisation de l'or

Les éléments de terres rares (ÉTR) sont des métaux de grand intérêt économique et des traceurs géologiques de premier ordre mais leur cycle métallogénique reste encore méconnu. La Province de Grenville expose sa racine orogénique et présente une grande concentration d’occurrences d’ÉTR, notamment associées à des granites pegmatitiques (« PGD ») dans le Grenville central. Deux mécanismes peuvent être à l’origine de ces PGD, (i) la fusion partielle d’une croûte continentale archéenne et/ou paléoprotérozoïque de la racine orogénique, ou (ii) l’extrême différenciation de magmas mantelliques produits en contexte d’extension post-orogénique. Une approche multi-méthodes (terrain, pétrogéochimie, géochronologie et isotopie) permet de caractériser ces PGD à ÉTR et de discuter leur pétrogénèse dans le cadre de l’évolution géodynamique de la province. Ils ont intrudé à ~1005-1000 Ma (U-Pb monazite et zircon) des métaplutons (minéralisation en allanite) ou des séries métasédimentaires (minéralisation en monazite) du segment de moyenne pression de la ceinture Allochtone. La datation U-Pb sur monazite et apatite d’un leucosome de ces paragneiss migmatitiques met en évidence un pic de métamorphisme au faciès granulite à 1080-1050 Ma suivi d’un refroidissement lent à un taux de 2 à 6°C/Ma, d’abord dans les conditions suprasolidus jusqu’à l’intrusion des PGD dans des conditions proches du solidus hydraté, puis dans des conditions subsolidus jusqu’à l’isotherme 450-500°C enregistré à 970-950 Ma. L’intrusion des PGD est synchrone de l’initiation dès ~1005 Ma de la fusion partielle prolongée (> 20 Ma) des métasédiments parautochtones sous-jacents. Le caractère peralumineux des PGD, l’étude de zircons néoformés des PGD (isotopes U-Pb-Hf-O et éléments traces), et l’étude pétrogéochimique des PGD et des métapélites paléoprotérozoïques à archéennes de la ceinture Parautochtone, issues de l’érosion de la marge de Laurentia, traduisent la formation des PGD par leur fusion partielle. Au contraire, un PGD issu de la remobilisation de plutons allochtones est peu minéralisé en ÉTR, confirmant que l’extraction des ÉTR de ces occurrences du Grenville central est associée à des roches d’affinité crustale du Craton du Supérieur / The Rare Earth Elements (REE) are of great economic interest and first order geological tracers. However, their metallogenic cycle remains poorly defined. The Grenville Province exposes its orogenic root and shows numerous REE occurrences that are especially associated with pegmatitic granite dykes (“PGD”) in the central Grenville. Two hypotheses can account for the genesis of these PGD, whether (i) the partial melting of the orogenic root composed of reworked Archean and/or Proterozoic pre-existing continental crust, or (ii) the extreme differentiation of mantle melts produced during post-orogenic extension. A multi-method approach (field geology, petrogeochemistry, geochronology and isotopy) allow to characterize the PGD and discuss their petrogenesis during the geodynamic evolution of the province. They intruded at ca. 1005-1000 Ma (U-Pb on monazite and zircon) metaplutons (mineralization hosted in allanite) or metasedimentary sequences (mineralization hosted in monazite) from the mid-pressure allochthonous crustal segment. U-Pb dating on monazite and apatite from a single leucosome of these migmatitic paragneisses evidence for a peak of metamorphism at ca. 1080-1050 Ma that was followed by a slow cooling at a rate of 2 to 6°C/Ma, first under suprasolidus conditions until the close to wet-solidus intrusion of PGD, and then under subsolidus conditions down to the 450-500°C isotherm dated at ca. 970-950 Ma. The intrusion of the PGD is coeval with the initiation as early as ca. 1005 Ma of the protracted (> 20 Ma) partial melting of underlying parautochthonous paragneisses. The peraluminous character of the PGD, the investigation of pristine magmatic zircon of the PGD (U-Pb-Hf-O isotopes and trace elements), and the petrogeochemical investigations of parautochthonous Paleoproterozoic-Archean metapelites that derive from the Laurentian margin’s erosion, points to the derivation of the PGD from their partial melting. To the contrary, one PGD derived from the reworking of allochthonous plutonic units is poorly mineralized in REE, and confirms that REE from the central Grenville occurrences are issued from crustal rocks of the Superior Craton

Les gîtes du Dôme de Lemieux et de Sainte-Marguerite sont deux exemples de minéralisation épithermale et orogénique mise en place dans les roches sédimentaires et volcaniques siluro-dévoniennes de Gaspésie. Durant le siluro-dévonien, la Ceinture de Gaspé est interprétée comme un environnement d’arrière-arc, passant ensuite en régime de transpression lors de la déformation acadienne. Les indices du Dôme de Lemieux montrent des caractéristiques minéralogiques typiques des gisements épithermaux neutres à intermédiaires. Les veines minéralisées sont encaissées dans les roches sédimentaires siluro-dévoniennes mais leur mise en place est liée à la présence de volcanites bimodales dévoniennes. La minéralisation est probablement contemporaine du volcanisme et donc d’âge Dévonien inférieur à moyen, antérieur à la déformation acadienne. Le gîte de Sainte-Marguerite, associé à la faille acadienne de Sainte-Florence, est encaissé dans les roches volcaniques bimodales de Sainte-Marguerite. La minéralisation est représentée par cinq stades de minéralisation : (1) un stade à calcite-chlorite; (2) un stade à quartz-pyrite; (3) un stade à quartz-sphalérite-galène-chalcopyrite ± arsénopyrite-adulaire reprenant le stade 2; (4) un stade à quartz-arsénopyrite ± pyrite-sphalérite; et (5) un stade à quartz-carbonate. Le stade 2 à quartz-pyrite présente des sulfures recristallisés, indiquant que ce stade est précoce et a été affecté par le métamorphisme acadien. La pyrite et le quartz de stade 2 sont ensuite cataclasés puis cimentés par la sphalérite, la galène et la chalcopyrite de stade 3. L’attitude des veines de stade 3 et 4 est en accord avec la déformation régionale acadienne du Dévonien moyen à tardif (398 à 359 Ma) et suggère une affinité orogénique épizonale des stades 3 et 4, en accord avec les données isotopiques et les inclusions fluides. Les isotopes de l’oxygène et du carbone ainsi que la microthermométrie indiquent que les deux gîtes ont été formés à partir de saumures de bassins à des températures comprises entre 150° et 200°C et que de l’eau météorique a participé à la formation des veines du Dôme de Lemieux. Les isotopes du soufre et la composition isotopique du plomb suggèrent que le soufre et les métaux sont issus du lessivage des roches sédimentaires et volcaniques environnantes. La présence de ces gîtes dans la ceinture siluro-dévonienne de Gaspé démontre un potentiel minéral épithermal pré-orogenèse acadienne et orogénique épizonal syn-orogenèse acadienne dans les roches siluro-dévoniennes des Appalaches. / The Lemieux Dome and Sainte-Marguerite deposits are examples of epithermal and orogenic mineralization in Silurian-Devonian sedimentary and volcanic rocks of the Gaspé Peninsula. During the Silurian-Devonian, the Gaspé Belt is interpreted as a back-arc setting that eventually transformed into a transpressive setting during the Acadian orogeny. Lemieux Dome veins display mineralogical features typical of low- to intermediate-sulfidation epithermal deposits. Mineralized veins hosted by Silurian-Devonian sedimentary rocks are related to the emplacement of bimodal Devonian volcanic rocks. Mineralisation is probably coeval with volcanic rocks eruption (lower to middle Devonian), before the Acadian orogeny. The Sainte-Marguerite deposit, associated to the Acadian Sainte-Florence fault, is hosted by the Sainte-Marguerite bimodal volcanic rocks. Mineralization forms in 5 stages: (1) a calcite-chlorite stage; (2) a quartz-pyrite stage; (3) a quartz-sphalerite-galena-chalcopyrite ± arsenopyrite-adularia stage; (4) a quartz-arsenopyrite-pyrite-sphalerite stage and; (5) a quartz-carbonate stage. Stage 2 pyrite and quartz are recrystallized, indicating that sulfides formed early and were affected by Acadian metamorphism. Stage 2 pyrite and quartz were then cataclased and cemented by Stage 3 sphalerite, galena and chalcopyrite. Structural attitude of both Stage 3 and 4 veins is consistent with regional Acadian deformation during the middle to late Devonian (398 to 359 Ma), and suggests an epizonal orogenic affinity for Stage 3 and 4 mineralization, compatible with isotope and fluid inclusion data. δ18O, δ13C and microthermometric data in both deposits indicate that they were formed by infiltration of basinal brines at temperatures between 150 and 200°C. Lemieux Dome veins formed by mixing of the basinal brine with meteoric water. δ34S values and the lead isotope composition suggest that sulfur and metals were leached from surrounding sedimentary and volcanic rocks. Formation of both deposits in the Silurian-Devonian Gaspé Belt shows a mineral potential for pre-Acadian epithermal deposits, and for syn-Acadian epizonal orogenic deposits in other Silurian-Devonian rocks of the Appalachians.

Le gîte à Pb–Zn–Ag de Nicholas-Denys, dans le camp minier de Bathurst (Nouveau-Brunswick), est constitué de plusieurs lentilles à pyrrhotite–sphalérite–galène, encaissées par le mudstone de la Formation de Millstream du Groupe de Fournier, déposé dans un bassin d’arrière-arc ordovicien. Les lentilles de sulfures sont concordantes avec la foliation régional S1, et sont boudinées parallèlement à la faille de Rocky-Brook Millstream, indiquant que les sulfures prédatent la déformation décrochante dévonienne. Le soufre provient de la réduction bactérienne de l’eau de mer ordovicienne dans un système ouvert aux sulphates, dans une colonne d’eau dysoxique à anoxique, avec mélange de soufre magmatique lessivé des roches mafiques sous-jacentes. Le plomb a été lessivé des sédiments du mudstone de la Formation de Millstream du bassin d’arrière-arc ainsi que des gabbros sous-jacents. Le fluide minéralisateur était réduit et acide, favorable à une minéralisation riche en pyrrhotite. Le gîte Nicholas-Denys se compare bien aux gîtes de type SEDEX. / The Nicholas-Denys Pb¬¬¬–Zn–Ag deposit, located in the Bathurst Mining Camp (New Brunswick), consists of several pyrrhotite–sphalerite–galena sulphide lenses hosted by black mudstone of the Millstream Formation of the Fournier Group, deposited in an Ordovician backarc basin. The Nicholas-Denys sulphide lenses are conformable to the bedding-parallel S1 regional foliation, and are sheared parallel to the Rocky Brook-Millstream shear zone, indicating a pre-Devonian deformation timing for mineralization. Reduced sulphur for Nicholas-Denys sulphides comes from bacterial reduction of Ordovician seawater sulphates in a system open to sulphates under dysoxic to anoxic bottomwater conditions, with addition of magmatic sulphur from underlying mafic volcanic rocks. Lead was leached from the backarc basin sediments of the Millstream Formation mudstone and from underlying synvolcanic gabbros. The mineralizing fluid for Nicholas-Denys sulphides was reduced and acidic, favourable for precipitation of a pyrrhotite-rich mineralization. Characteristics of the Nicholas-Denys deposit are compatible with a SEDEX-type classification.