Méthodologie et signature des minéraux argileux en RPE

L’analyse des minéraux argileux par spectrométrie RPE nécessite l’extraction de la fraction fine (< 2 µm). Une courte étude préliminaire a été menée sur 10 échantillons afin de vérifier la conservation de l’amplitude du signal des défauts d’irradiation entre les fractions fines de taille de particule < 2 µm et < 5 µm. Le temps de préparation nécessaire pour l’extraction de la fraction < 5µm est réduit de moitié par rapport à l’extraction d’une fraction < 2 µm pour la même amplitude du signal des défauts. La préparation des tubes destinés au spectromètre requiert un minimum de 50 mg de matière et l’analyse prend une dizaine de minutes, le spectromètre doit être calibré à chaque changement d’échantillon. Les spectres RPE sont ensuite normalisés par rapport à 3 paramètres : le gain du spectromètre, la masse l’échantillon et sa hauteur dans le tube (Morichon et al. 2008).

La normalisation des spectres RPE et l’extraction de l’amplitude du signal des défauts ont été réalisés grâce à un programme que j’ai développé en Visual Basic sous la forme d’une macro pour le tableur Excel.

166 Le signal en bande X des spectres RPE de trois échantillons de sable représentatifs des différents compartiments du gisement de type roll-front sont représentés par la Figure VI-7 (formation Ikansk, profil 16, gîte 17Y). Le profil du signal est déformé à cause de la surposition partielle du signal lié à la présence d’oxydes de fer dans l’échantillon.

La spectroscopie RPE est très sensible aux oxydes de fer, à la présence de manganèse et de vanadium, capables notamment d’influencer la zone des g=2 du spectre RPE et d’impacter l’amplitude du signal des défauts d’irradiation. Etant caractérisée par une bande particulièrement haute et large, le signal des oxydes de fer est aussi à même de masquer l’information donnée par les défauts d’irradiation des minéraux argileux. Un traitement de déferrification permettrait de mieux étudier l’amplitude du signal de défauts contenus dans les kaolinites de l’Uyuk. Les spectres en l’état, sans procédure complémentaire pour retirer les oxydes, restent tout de même exploitables.

Dans les minéraux argileux, les radiations ionisantes provoquent l’expulsion d’un électron sur l’oxygène apical de la couche tétraédrique, formant ainsi un centre paramagnétique stable (Figure VI-5) qui peut être observé par un double pic autour de 3500 gauss (Figure VI-7A, encadré bleu). Le profil du spectre RPE des défauts d’irradiation des argiles est identique dans les échantillons des profil 16 et 600PA. Il semble dominé par le signal de défauts de centre A. Comme dit précédemment, la smectite bien qu’elle soit abondante, ne délivre pas de signal de ces défauts d’irradiations (nommés centre N1). Dans ce contexte géologique seule la kaolinite semble posséder des défauts d’irradiation qui peuvent être liés au passage du front minéralisé du roll-front, mais aussi au fond de radioémission caractéristique de cette région géologique.

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Figure VI-7 : Spectres RPE de 4 échantillons du profil 16 (gîte 17Y) montrant (A) l’influence des oxydes de fer sur le spectre et (B) les défauts d’irradiation de la kaolinite pour un échantillon du front minéralisé, (C) du compartiment oxydé et (D) du compartiment réduit. Les amplitudes des signaux sont exprimées en unité arbitraires et ne sont pas corrigées des proportions de kaolinite dans la fraction minéralogique étudiée.

Toutefois, il existe une forte variation de l’intensité du signal délivré par le centre A de la kaolinite selon sa localisation par rapport au front minéralisé. Les concentrations les plus élevées semblent corrélées avec des fronts minéralisés et des zones oxydées à l’arrière de ceux-ci alors que les concentrations les plus faibles sont localisée dans les compartiments réduits pas encore atteints par les eaux météoriques. L’amplitude du signal des défauts et la teneur en uranium des échantillons du profil 16 sont représentés sur la Figure VI-8.

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Figure VI-8 : Coupe géologique simplifiée représentant la section de l’Ikansk étudiée (profil 16, gîte 17Y). L’intensité (i.e. amplitude) du signal des défauts d’irradiation de la kaolinite ainsi que la teneur actuelle en uranium (XRF) sont représentées pour chaque échantillon.

D’une première analyse de ces résultats on peut mettre en avant les points suivants :

1- L’intensité mesurée du signal RPE correspondant au défaut centre A de la

kaolinite varie entre 2000 et 30000 unités arbitraires environ, indépendamment de la concentration actuelle en uranium des échantillons.

2- Les valeurs les plus faibles (2000 à 5000 u.a.) caractérisent les échantillons

prélevés dans le compartiment réduit.

3- Les valeurs les plus élevées (15000 à 30000 u.a.) caractérisent aussi bien les

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4- Les valeurs mesurées en tête du front minéralisé sont intermédiaires (4000 à

8000 u.a. environ). Ceci s’explique aisément par la présence récente du roll front, riche en radioéléments, au sein des échantillon. Leur débit de dose, bien qu’actuellement important, n’a pas encore était à même de créer une quantité de défauts égale à des échantillons ayant subie le passage total du roll front.

De tels résultats sont très intéressants car ils démontrent la pertinence des défauts d’irradiation de la kaolinite pour tracer la migration de l’uranium au cours du temps dans l’environnement des fronts minéralisés.

L’absence de corrélation entre la teneur actuelle en uranium des échantillons à l’échelle du profil et la forte variation de l’intensité du signal du défaut A de la kaolinite, en fonction des compartiments considérés, suggère que dans le passé l’uranium et ses descendants ont migré et/ou se sont accumulé de manière temporaire dans le compartiment actuellement oxydé qui se situe à l’arrière de la zone d’accumulation actuelle.

Les faibles intensités du signal du défaut A mesurées systématiquement dans le compartiment réduit sont indicatives de l’absence de mobilité de l’U dans ce compartiment et de la possibilité de déterminer un fond régional.