Qualification des processus hydrothermaux et quantification P-T-t-x de leur formation au sein des gise

Sujet de thèse :
Les gisements de type discordance du bassin d’Athabasca (Canada) sont les gisements d’uranium aux teneurs les plus importantes connues sur Terre. Ils se sont formés suite à des circulations massives de fluides hydrothermaux à l’interface entre le bassin sédimentaire et le socle cristallin sous-jacent. Ces circulations ont été spécifiquement contrôlées par la perméabilité des environnements géologiques et les réseaux structuraux, dont l’expression la plus visible aujourd’hui est la présence de failles dans le bassin et le socle. Ces circulations hydrothermales ont entrainé, outre la précipitation d’oxydes d’uranium, des altérations fortes des roches encaissantes. Ces altérations sont notamment caractérisées par la précipitation de plusieurs phases argileuses ainsi qu’une mobilité importante de la silice (déquartzification, silicification). Les travaux industriels sur les différents sites d’exploration ont permis de définir pour chaque site exploré une distribution spatiale individuelle de ces différents marqueurs (comme la présence d’uranium et d’argiles, la nature des structures, la présence ou absence de quartz, etc.). Ces différences et la variation de leur localisation vis-à-vis de la discordance ont abouti à la définition de différents sous-types de gisements et de modèles génétiques aujourd’hui utilisés par les compagnies minières.La comparaison de la distribution de ces marqueurs entre sites, ainsi que les données géochronologiques connues sur la minéralisation et les minéraux d’altération indiquent que ces gisements sont la résultante de multiples épisodes hydrothermaux qui ont été actifs dans cet environnement au cours des 1,7 derniers milliards d’années. Les variations probables du nombre, du séquençage et de l’intensité des activités hydrothermales successives dans les différentes parties du bassin sont à l’origine de la variabilité de leur localisation vis-à-vis de la discordance, ainsi que de leurs caractéristiques propres. Ces dernières incluent des variabilités dans la distribution spatiale et la teneur en uranium, des variations dans la nature des minéraux argileux (illites, kaolinites, chlorites, tourmalines, APS), des distributions spécifiques du quartz et des expressions d’états d’oxydo-réduction variables (changement de couleurs).

Toutefois, l’absence de données minéralogiques, physico-chimiques, structurales et de contraintes temporelles directes propre à chaque épisode hydrothermal limite notre compréhension du rôle joué par chacun des différents épisodes sur les caractéristiques actuelles de ces gisements. L’objectif de ce projet doctoral est de mieux définir la nature et les conditions des interactions fluide-roche successives dans ces gisements, leur timing de formation, leurs conséquences sur les propriétés du milieu (minéralogique, pétrophysique, physico-chimique) et sur les conditions de mobilité et de précipitation de l’uranium. Pour cela, le ou la
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