DOCTORAT (H/F) - Dynamiques et chronologie d’un système uranifère géant : le corridor McArthur River–Ya

Sujet de thèse :
Les gisements d’uranium de type discordance sont une des cibles de recherche du labcom CREGU (CNRS-Orano-Université de Lorraine) en tant que source significative d’uranium pour l’industrie nucléaire, avec une production actuellement localisée dans la zone du bassin Paléo- à Mésoprotérozoïque d’Athabasca au Canada. Ces gisements sont activement explorés et exploités à l'interface entre ce bassin et le socle sous-jacent car ils présentent des tonnages importants mais surtout des teneurs moyennes en uranium pouvant dépasser les 15 %, comme pour les sites de Cigar Lake et McArthur River. La formation de telles anomalies géochimiques a nécessité la conjonction de processus physiques et chimiques de très forte efficacité sur lesquels les chercheurs académiques travaillent depuis plus de 60 ans. Le modèle métallogénique couramment admis considère que ces gisements se sont formés entre 1,7 et 1,2 milliard d’années suite à des circulations massives de fluides originaires du bassin dans des pièges structuraux et physico-chimiques situés à l’intersection entre des structures graphiteuses s’enracinant dans le socle (appelées conducteurs graphiteux) et la surface de discordance du bassin d’Athabasca. Les gisements sont ainsi spatialement associés à la discordance entre le bassin et le socle, et en lien avec le cadre structural, les chemins de circulation des fluides, les propriétés physiques du milieu et les mécanismes de précipitation actifs dans cette zone.

La formation de ces gisements hydrothermaux à cette interface a impliqué d'intenses circulations de fluides, qui sont actuellement visibles par la présence d'halos d'altération argileux développés à des échelles plurikilométriques dans le socle et le bassin et entourant les minéralisations uranifères. Ces altérations ne sont pas identiques entre gisements et à l'échelle du gisement, avec des phases majeures (argiles) et mineures (sulfures, carbonates, APS, …) différemment exprimées. Ces phases sont le témoin de mobilités différenciées de multiples éléments (K pour l'illite, Mg pour la chlorite, B pour la tourmaline) gouvernées par des changements des conditions physico-chimiques à cette interface au cours du temps. Bien que ces marqueurs hydrothermaux soient globalement associés spatialement avec les minéralisations uranifères, ils restent sous-considérés pour caractériser les conditions de formation et d'évolution des gisements d'uranium de type discordance, et également pour expliquer les différences visibles de tonnages et teneurs en uranium entre les différentes zones altérées du bassin. Ces différences contredisent le modèle métallogénique actuel qui considère des conditions temporelles et génétiques similaires à l'échelle du bassin. Les relations génétiques entre les différents épisodes hydrothermaux minéralisateurs, les contextes structuraux spécifiques, les multiples événements fluides et les différentes familles de minéraux hyd
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