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Fiche détaillée Thèses
Université d'Orléans (05/12/2002), Eric Marcoux (Dir.)
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Genèse du Système Hydrothermal à Fluorine-Barytine-Fer de Chaillac, (Indre, France)
Stanislas Sizaret1

Le système hydrothermal de Chaillac est situé à la limite du Massif Central et du bassin de Paris. Il se compose d'un gisement stratiforme de barytine (Les Redoutières et La Raillerie), connecté à un gisement filonien de fluorine (Le Rossignol).
Le filon du Rossignol recoupe le socle métamorphique hercynien. Ce filon est une structure ouverte remplie à la faveur de deux stades paragénétiques : le premier stade appelé Fv-v est constitué de fluorine verte et violette et de quartz montrant des fabriques sédimentaires intrafiloniennes. Ce stade s'est formé à 135°C à partir d'une solution de faible salinité. Les compositions isotopiques du Sr et Nd évoquent une source liée aux roches acides de la croûte supérieure. Le second stade (Fj-Ba) se compose de fluorine jaune, de sulfures et de barytine ; trois sous-stades ont été définis : (i) fluorine dominante, (ii) barytine dominante et enfin (iii) brèche à ciment de fluorine. Les sous stades (i) et (ii) sont présents en continu de la racine du système jusqu'aux filons horizontaux (plateures) du gisement stratiforme. L'ensemble du stade Fj-Ba s'est formé à partir de saumure (≈20% wt Eq. NaCl) à environ 100°C. Les signatures isotopiques du Sr et Nd évoquent des compositions de roches basiques d'origine profonde.
Le gisement stratiforme des Redoutières est encaissé dans des sables hettangiens (205 – 201 Ma) du bassin de Paris. A proximité du filon du Rossignol, le grès est cimenté par de la fluorine qui passe latéralement et verticalement à de la barytine puis à une association barytine-gœthite ; ces variations de la nature du ciment sont corrélées avec les sous-stades (i) et (ii). A l'aplomb du filon du Rossignol, des « filons » verticaux N-S, E-W et horizontaux forment un sinter très original à barytine et gœthite puissant de 5 à 8 m. Les structures de ce dernier démontrent une mise en place synchrone d'une tectonique d'ouverture E-W et N-S. L'âge hettangien de cette minéralisation est attesté par la présence de galets de barytine dans les grés hettangiens, les modifications de la nature du sédiment (gœthite détritique), les textures de type sinter et l'absence de minéralisation dans les calcaires sinémuriens. L'étude de l'anisotropie de susceptibilité magnétique (ASM) des formations filoniennes et stratiformes riches en gœthite, couplée à la géochimie des traces a permis de démontrer et de quantifier une phase de latéritisation tardive supperposée à l'hydrothermalisme à l'Eocène. Par ailleurs, l'étude des fabriques magnétiques permet de tracer les directions des paléoécoulements hydrothermaux.
L'ensemble des résultats permet de proposer un modèle génétique. Celui-ci suggère la venue d'un fluide hydrothermal profond à Ba, F, Fe qui entre en ébullition vers 1,6 km de profondeur. La phase vapeur se condense pour donner le fluide formant le stade Fv-v et la saumure résiduelle migre pour déposer tardivement de la fluorine, de la barytine par mélange avec des fluides continentaux de surface et des oxy-hydroxydes de fer.
1 :  ISTO - Institut des Sciences de la Terre d'Orléans
Métallogénie – Barytine – Fluorine – Lias – Hydrothermalisme – Chaillac – ASM – Fer hydrothermal – Terres Rares – Geochimie isotopique Sr – Nd – Pb – S.

The Chaillac hydrothermal system (Indre, France) transects the contact between the Massif Central and the Paris basin. A stratiform deposit (Les Redoutières) connected to a vein (Le Rossignol) composed this system.
The Rossignol vein is hosted by a metamorphic Hercynian basement. This vein is an open structure filled by two successive stages. The first stage is called Fv-v, its paragenesis is green and purple fluorite and quartz with textures of intra vein sediments. A solution with low salinity has formed this stage at 135°C. Isotopic composition of Sr and Nd in fluorite suggests a source linked with acid rocks of the upper crust. The paragenesis of the second stage is made of yellow fluorite, sulfides and barite, three sub-stages are identified: (i) fluorite dominant, (ii) barite dominant, (iii) breccia cemented by fluorite. The substages (i) and (ii) are present in continuum from the root of the system to the horizontal vein of the stratiform deposit. A cold brine (≈ 100°C, 20%wt Eq. NaCl) has formed the whole Fj-Ba stage. Sr, Nd isotopics signatures suggest a source linked with deep basic rocks.
The Redoutières deposit is hosted within Paris basin Hettangian sands (205 – 201). Close to the Rossignol vein the sandstone is cemented by fluorite, which evolved laterally to and vertically to barite and then to an association barite-gœthite. These variations in the cement nature are correlated with the sub-stage (i) and (ii). Above the Rossignol vein, vertical N-S, E-W and horizontal veins form an original barite-gœthite rich sinter. The structure demonstrate an extensional tectonic with opening in E-W and N-S trending. The Hettangian age of the mineralization is attested by the presence of barite pebbles in Hettangian sandstones, modifications in the nature of the Hettangian sediment (i.e. presence of detritic goethite), the sinter texture and the lack of mineralization in the Sinemurian. Anisotropy of Magnetic Susceptibility study of the gœthite rich sandstone and vein, combined with geochemistry, have shown a late lateritic stage superimposed to the hydrothermal formations during Eocene. In addition this study proposes a method based on magnetic fabric to trace paleo-hydrothermal flow.
These observations are integrated in a genetic model based on the deep migration and boiling of a fluid. In that model the vapour condense and give the fluid that formed the Fv-v stage, and then the residual brine precipitate fluorite, barite by mixing with continental waters and iron oxy-hydroxydes.