Circulations de fluides à l’interface entre le socle et la couverture : apport de l’étude paragénétique et des inclusions fluides des minéralisations de Vendée (France)
Abstract
Dans les bassins sédimentaires, les variations de porosité et de lithologie des premiers
dépôts font de l’interface entre socle et couverture, une zone privilégiée pour la
circulation et le mélange de fluides d'origines variées (métamorphique, météorique ou
de bassin). Ces mélanges aboutissent à la précipitation de minéraux à l'origine de
nombreux gisements (U, Pb-Zn-Ag...) localisés dans des formations perméables à
l’interface socle couverture et sous une barrière imperméable.
En France de nombreux gisements à Pb-Zn sont connus à la limite entre les massifs
Varisques et les bassins mésozoïques comme par exemple sur la bordure ouest du
Massif Central, ou encore dans la Montagne Noire. Dans le domaine Armoricain, le
long des limites Nord et Est du Bassin Aquitain, les précédents travaux sur ces
minéralisations attestent du mélange des trois sources de fluides au Jurassique
supérieur (Cathelineau et al., 2012). Ces minéralisations sont strictement localisées
sous un niveau imperméable daté du Toarcien sauf sur la côte vendéenne où les
minéralisations recoupent également des sédiments d'âge Callovien. Sur des arguments
structuraux, Strzerzynski et al., (2020) proposent que les fluides minéralisateurs ont
traversé la barrière imperméable le long de fractures formées par surpression de fluide.
L'objectif de cette étude est de préciser les relations chronologiques entre
minéralisations, arrivée des fluides de différentes sources à la base du bassin et rupture
de la couverture. Pour cela, nous présentons, une étude paragénétique et
microthermométrique d’échantillons issus de la côte vendéenne.
La succession paragénétique est caractérisée par une fluorine précoce (±galène), suivie
par la barytine et enfin des sulfures (pyrite, marcasite). Le quartz, omniprésent,
s'intercale entre les différentes phases.
Les résultats de microthermométrie confirment le mélange de trois fluides : le plus
ancien, enregistré par les inclusions fluides de la fluorine, est une saumure de bassin,
froide et fortement salée. Le second provient d’inclusions fluides de barytine et de
quartz, c’est un fluide aqueux moins salé et plus chaud que ce qui avait été observé
auparavant. Le mélange de ces fluides coïncide avec la rupture de la couverture par
fracturation assistée par fracturation hydraulique. Cela induit la percolation d’un
troisième fluide superficiel diminuant ainsi la température et la salinité ce qui entraine
une baisse de solubilité des métaux dissous et leur précipitation.