Les sulfures et sulfates

La pyrite : de façon générale, la pyrite cimente les grès mais on peut la rencontrer sous forme de cristaux cubiques en inclusions dans un ciment d’uraninite-coffinite (Planche 4D). Tout comme dans les faciès réduits, dans les faciès réduit-oxydés également, les bandes de croissance de la pyrite montre des puits de dissolution (voir flèches rouges sur les planches 4F et 4H) entrainant la formation des cavités. Ces cavités de dissolution favorisent par la suite la cristallisation des argiles de type chlorite/smectite, ce qui indiquerait vraisemblablement une dissolution de la pyrite suivie de la libération de fer qui a pu être incorporé dans la formation des chlorite/smectites.

La sphalérite : la sphalérite se présente sous forme de ciment associé à la galène et à l’uraninite par endroit, le tout dans une matrice à chlorite/smectite (Planche 5A et 5B). La sphalérite montre également des cavités de dissolution dans lesquelles précipitent les chlorite/smectites (flèches rouges Planches 5C et 5D).

La galène : la galène forme un fin liseré en bordure des sphalérites et elle est associée à l’uraninite (Planches 5A et 5B), ou se présente sous forme subautomorphe dans les phases de type chlorite/smectite developpés au dépens des feldspaths potassiques (Planche 5E).

La barytine : la barytine a été rarement observée. Elle est en forme de lamelles, certaines ayant piégé des sphérules d’uraninite (planche 5F), ce qui indique qu’elle est synchrone à postérieure aux uraninites.

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Planche 4 : A) E.S. Quartz nourris automorphes avec développement de C/S sur certaines faces. B) E.R. Grains de quartz fortement abimés par les argiles. C) LPNA. Surcroissances de quartz bien développées au contact du ciment de calcite. Remarquer la précipitation des argiles dans les clivages de la calcite ou à la limite quartz-carbonate. D) E.R. Cristaux automorphes de pyrite piégés dans une plage d’uraninite-coffinite, le tout dans une matrice de C/S. E), F) et G) E.R. Dissolution partielle du quartz et de la pyrite puis comblement de la porosité créée entre les grains détritiques et le ciment pyriteux par les C/S porteuses des sphérules d’uraninite. H) E.R. Cavités de dissolution de la pyrite (flèches rouges) et remplacement par les chlorites.

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Planche 5 : Image en électrons rétrodiffusés. A) et B) Association sphalérite-galène-uraninite-oxyhydroxyde de vanadium dans une matrice de C/S. C) et D) précipitation de C/S dans les cavités de dissolution de la sphalérite. E) Galène piégée dans une matrice de C/S. F) E.S. Sphérules d’uraninites piégées dans des cristaux lamellaires barytine.

1.2.4. Les argiles

Les roches présentent une proportion de minéraux argileux variant de moins de 2%, à plus de 15% selon les échantillons. Ces minéraux ont principalement été caractérisés au MEB comme étant des interstratifiés chlorite/smectite à cause leur aspect en nid d’abeille en électrons

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secondaires et sur la base des analyses semi-quantitatives. Cependant, il a également été observé la présence de kaolinite et d’illite sur certains échantillons. Une partie des minéraux argileux se trouvent selon des plans spécifiques, dans lesquels on peut observer les grains détritiques de quartz très déformés et altérés (Planche 6A). Le reste des argiles se trouvent entre les grains, remplissant les parties intergranulaires.

Kaolinite : la kaolinite est rare et se développe en ciment entre les grains détritiques (Planche 6B) ou est enchâssée dans les auréoles de quartz (Planche 6F).

Chlorite/smectite : dans ces faciès, la chlorite/smectite remplit la porosité inter-granulaire et constitue la principale matrice argileuse. Les études pétrographiques au MEB montrent que les chlorite/smectites se forment (au moins en partie) au détriment des feldspaths potassiques (Planche 6C) et des surcroissances de quartz (Planches 6E et 6F). A un plus fort grossissement, l’état d’altération très avancé des feldspaths potassiques (réseau encore reconnaissable), peut être visible (Planche 6D). Les analyses semi-quantitatives ont montré que ces chlorite/smectite sont très riches en vanadium (C/S vanadifères) avec des valeurs de V2O5 de l’ordre de 15 à 25%.

Illite : tout comme les C/S vanadifères, les illites comblent tardivement la porosité des grès et sont présentes dans des proportions similaires à celles des C/S (Planche 7A). Les analyses semi-quantitatives ont également montré que les illites contiennent des teneurs importantes en vanadium soit de l’ordre de 10 à 20% de V2O5. La planche 7G montre une muscovite en voie d’altération en illite. Cela indique probablement que les illites se développent aussi en partie au dépens de la muscovite.

Toutes ces phases argileuses décrites précédemment sont envahies par la minéralisation uranifère, ce qui indique que ces dernières sont antérieures aux uraninite-coffinites.

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Planche 6 : A) LPNA. Argiles cimentant des grains détritiques de quartz très déformés et altérés. B) E.R. Dépôt d’uraninite dans une matrice de kaolinite. C) E.R. Altération partielle d’un feldspath potassique en C/S portant la minéralisation U. D) E.S. Altération avancée d’un feldspath potassique. E) E.S. Développement de C/S sur les surcroissances de quartz. F) E.S. Développement de C/S sur les surcroissances de quartz et kaolinites enchâssées dans les surcroissances.

1.2.5. Minéralisation uranifère

L’uraninite et la coffinite : la minéralisation uranifère correspond majoritairement à de l’uraninite, associée à de la coffinite. Les bordures des plages d’uraninite sont souvent coffinitisés suite à un enrichissement en silice par altération (Planche 7B). La planche 7C montre un exemple de précipitation directe de sphérules d’uraninites sur les surcroissances de

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quartz. Il a aussi été observé de façon inhabituelle de l’uraninite soulignant des micro-stylolites (contact suturé entre grains de quartz) (Planche 7D), des grains d’uraninite dans une surcroissance de quartz (Planche 7E et 7F), des sphérules d’uraninite insérées entre les feuillets de la muscovite (Planche 8G), et de l’uraninite associée à du zircon (Planche 7H). Ces observations indiquent l’uraninite précipite dans différents types de pores.

Une étude pétrographique détaillée de ces oxydes d’uranium, a permis de mieux comprendre leurs sites privilégiés de précipitation. Outre leur présence en plages interstitielles dans les grès, ces minéralisations sont principalement portées par :

 les interstratifiés chlorite/smectite (normales ou vanadifères) : l’uraninite semblerait combler l’espace entre les grains de quartz et leurs auréoles (planches 8A et 8B). Cependant, une disparition quasi-complète ou partielle des surcroissances de quartz et leur remplacement par des chlorite/smectites sur lesquelles précipitent les sphérules d’uraninite parfaitement alignés est observée. La planche 8B montre un quartz fragmenté avec la surcroissance qui est détachée du grain détritique. Entre la surcroissance et le grain, on retrouve des chlorite/smectite portant de l’uraninite. La planche 8E illustre bien le captage des sphérules d’uraninite par les chlorite/smectite issus de l’altération des feldspaths potassiques. La planche 8D correspond à un feldspath potassique dont le centre est partiellement altéré, et les bordures complètement, en chlorite/smectite. Les bordures des feldspaths complétement transformées en chlorite/smectite sont ainsi porteuses de la minéralisation uranifère. Cette même observation a été faite sur un autre feldspath potassique dont l’altération en chlorite/smectite s’est faite suivant les clivages (Planches 8E et 8F). Les feldspaths (K et Na-Ca) seront donc les premiers à être remplacés par des minéraux constitués d’éléments libérés par leur altération (Al : chlorite/smectite, illite, kaolinite, Ba : barytine, Ca : dolomite).

 les illites vanadifères (planche 6F)

 et rarement par les kaolinites (planche 7A)

 Il est à noter que la minéralisation peut combler les espaces inter-grains (planche 9A) et l’espace entre le grain détritique et la surcroissance de quartz (planche 9B) sous forme de liseré, sans qu’il n’y ait systématiquement la présence de chlorite/smectite. En général entre le grain et son auréole de surcroissance se trouvent différents types d’impuretés, minéraux argileux, sulfures et minéralisation uranifère, inclusions fluides. Les analyses à la microsonde électronique ont révélé des compositions similaires pour la minéralisation uranifère entre le grain de quartz et son auréole de surcroissance et celle située à côté du grain de quartz. Ceci implique que les minéraux se trouvant entre le grain de quartz et son auréole de surcroissance sont postérieurs à cette dernière, et que la limite entre le grain et son auréole constituent une zone de faiblesse où le fluide peut pénétrer. La minéralisation uranifère a également été trouvée dans les joints de suture entre les grains de quartz.

 en inclusions dans les cristaux lamellaires de barytine (planche 5F). Cette observation confirme la paragenèse carbonate sphalérite galène barytine évoqué par Forbes (1989).

Oxydes d’U-Ti-V : le deuxième type de minéralisation uranifère observée dans les faciès réduit-oxydés, correspond aux oxydes d’U-Ti (ou urano-titanates) riches en vanadium avec une valeur de l’ordre de 9 à 13% de V2O5. Cette minéralisation a été observée associée à de

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l’uraninite (Planche 9C) et de manière interstitielle autour de muscovites détritiques en abondance (Planche 9D). Comme dans les faciès réduits (Planche 3F), l’uraninite précipite en bordure de ces urano-titanates (Planche 9C), indiquant que ces urano-titanates sont antérieurs à l’uraninite.

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Planche 7 : A) E.R. Précipitation d’uraninite dans une matrice d’illites vanadifères. B) E.R. Précipitation d’uraninite en voie de coffinitisation dans une matrice de chlorite/smectites vanadifères. C) E.S. Exemple de dépôt d’uraninite sur les surcroissances de quartz. D) E.R. Uraninite soulignant des micro-stylolites. (contact suturé, flèches jaunes). E) et F) E.S. Minéralisation uranifère sous forme d’uraninite piégée dans les surcroissances de quartz. G) E.R. Muscovite en voie d’altération en illite vanadifère. H) E.R. Précipitation d’U aux joints de grains et en microfracture autour d’un zircon et d’un quartz automorphe.

Planche 8 :Images en électrons rétrodiffusés. A) Précipitation de sphérules d’uraninite parfaitement alignés sur des C/S en ciment intergranulaire. B) Quartz fragmenté avec la surcroissance qui est détachée du grain détritique. Précipitation de chlorite/smectites portant de l’uraninite entre la surcroissance et le grain. C) Précipitation de sphérules d’uraninite en bordure des C/S. D) Feldspath potassique dont le centre est partiellement, et les bordures complètement, altérés en chlorite/smectite. Les bordures complétement

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transformées en chlorite/smectites sont porteuses de la minéralisation uranifère. E) et F) Altération du feldspath potassique en C/S suivant les clivages, puis dépôt d’U sur ces C/S.

Planche 9 : A) et B) E.R. Comblement de l’espace inter-grains et de l’espace entre le grain détritique et la surcroissance de quartz par de l’U sous forme de liseré. C) E.R. Cristallisation d’uraninite en bordure des urano-titanates. L’uraninite succède aux urano-urano-titanates. D) E.S. Cristaux de muscovite détritique piégés dans une matrice d’urano-titanates.