Caractérisation des oxy-hydroxydes de fer et des éléments associés (S, Se, As, Mo, V, Zr) dans les environnements redox favorables aux gisements d’uranium

Ce travail presente une etude multi-echelle et multi-technique sur la caracterisation des oxy-hydroxydes de fer dans trois types de gisements d’uranium et leur encaissant. Le choix des sites d’etudes s’est porte sur un gisement de type roll front : Zoovch Ovoo dans le bassin cretace de East Gobi (Mongolie) ; un autre de type tectono-lithologique : Akola/Ebba dans le bassin de Tim Mersoi (Niger) et enfin un type discordance proterozoique : Kiggavik en bordure du bassin du Thelon (Canada). Une nouvelle approche a ete mise en œuvre pour caracteriser les oxy-hydroxydes de fer sur echantillons macroscopiques : la spectroscopie infrarouge de terrain en utilisant le spectrometre ASD TerraSpec®. A partir d’indices originaux calcules sur les spectres, il a ete possible a la fois de caracteriser les oxy-hydroxydes de fer ; seules l’hematite et la goethite ont ete identifiees dans les parties oxydees des differents fronts uraniferes, et de visualiser les differentes zonations d’alteration le long des fronts redox. De plus, la partie visible du spectre a ete utilisee pour quantifier la couleur des echantillons a travers les parametres des systemes ITS (Intensite – Teinte – Saturation) et de Munsell. L’etude des parametres de couleurs a permis d’identifier une teinte specifique pour les echantillons mineralises etudies : un melange de jaune et de rouge (2,5 a 10 YR en notation de Munsell). A l’echelle des cristaux, les oxy-hydroxydes de fer ont ete caracterises par la spectroscopie micro-Raman. Cette etude a permis de mettre en evidence une difference de cristallinite des cristaux d’hematite dans les differents gisements. D’un point de vue morphologique, les cristaux de goethite du gisement de Zoovch Ovoo, seul oxy-hydroxyde de fer authigene decrit dans ce front, sont macles en forme d’etoile a six branches, ce qui temoigne d’une cristallisation de basse temperature, compare aux gisements du Niger et de Kiggavik. Cette cristallisation est principalement controlee par la disponibilite des ions Feᴵᴵᴵ dans le fluide, liberes par la dissolution de la pyrite en milieu oxydant et le pH. D’un point de vue chimique, les oxy-hydroxydes de fer enregistrent le passage du fluide uranifere de part leur teneur eu uranium. Et d’autre part la composition en elements en trace qui marque la typologie du gisement, par exemple de la teneur en zirconium dans les oxy-hydroxydes de fer provenant du gisement du Niger, source d’origine volcanique. Cette typicite de la mobilite du zirconium est particulierement bien exprimee dans les fronts uraniferes d’Ebba par la precipitation de cristaux authigenes de zircon contemporains de la pechblende. Les donnees mineralogiques et geochimiques obtenues dans ce travail sur le gisement de Zoovch Ovoo permettent de proposer un modele original pour sa formation : l’uranium n’a pas precipite massivement en amont du front puisqu’il n’y a pas d’aureole d’irradiation observable en cathodoluminescence dans les mineraux detritiques dans la zone oxydee. L’uranium a precipite lorsque l’eau oxydante a rencontre un facies sedimentaire ayant un pouvoir reducteur assez fort pour permettre la reduction de l’uranium. La precipitation a lieu dans un endroit particulier de la formation : un paleo-lac ou la matiere organique et la pyrite sont abondantes.