jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
Matériaux inorganiques, U.A.-C.N.R.S. n° 79, Université des Sciences et Techniques du Languedoc, place Eugène-Bataillon, 34060 Montpellier Cedex. C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 2033-2040, 1988 2033 Géochimie/Geochemistry La série birrimienne de Perkoa (Burkina Faso). Géochimie et minéralogie. Interprétation lithostratigraphique. Conséquences sur l'interprétation géodynamique du Birrimien Sophie RATOMAHARO, Michel DÉMANGE, Michel FONTEILLE, Jean-Louis JORON et Michel TREUIL Résumé — Les données minéralogiques et les teneurs en Th, Ta, Hf et terres rares, éléments inertes au cours du métamorphisme et de l'altération hydrothermale, ont permis de mieux caractériser les différents termes de la série lithostratigraphique de Perkoa. Deux séries tholeiitiques et une série tardive calcoalcaline ont pu être distinguées. La lithostratigraphie ainsi établie est comparée à celle connue pour le Birrimien du Ghana. Les minéralisations de Perkoa occupent dans cet ensemble un niveau défini et sont associées à des subgreywackes et des tufs tholeiitiques. Birrimian séries of Perkoa (Burkina Faso). Geochemistry and mineralogy. Lithostratigraphic interpretation. Consequences on the geodynamic interpretation of the Birrimian Abstract — The various lithological terms of the Perkoa séries have been well characterized using mineralogical data and trace element geochemistry, especially Th, Ta, Hf, and the REE which behave as inert components during hydrothermal alteration. Two tholeiitic volcanic séries and one calc-alkalic type intrusive unit have been defined. The lithostratigraphic séries thus established is similar to that known in the Birrimian from Ghana. The Perkoa ore occurs at a well-defined level and is associated with subgreywacke sedimentation as well as with tholeiitic volcanics. Abridged English Version — Perkoa is a stratabound zinc deposit of supposed exhalative origin located in a Birrimian basin, 30 km west of Ouagadougou (Burkina Faso) (Fig. 1). 54 core borings have been made in the mineralized area [1]. Our samples come from seven of them distributed on two separate cross sections. The Birrimian volcano-sedimentary series has been metamorphosed in the amphibolite facies and intruded by small, nearly concordant bodies of mostly siliceous calc-alkalic materials and by a probably much larger, clearly crosscutting body of granodiorite. The superposition of strong hydrothermal transformations related both to volcanism and intrusions renders the identification
alteration. Two tholeiitic volcanic séries and one calc-alkalic type intrusive unit have been defined. The lithostratigraphic séries thus established is similar to that known in the Birrimian from Ghana. The Perkoa ore occurs at a well-defined level and is associated with subgreywacke sedimentation as well as with tholeiitic volcanics. Abridged English Version — Perkoa is a stratabound zinc deposit of supposed exhalative origin located in a Birrimian basin, 30 km west of Ouagadougou (Burkina Faso) (Fig. 1). 54 core borings have been made in the mineralized area [1]. Our samples come from seven of them distributed on two separate cross sections. The Birrimian volcano-sedimentary series has been metamorphosed in the amphibolite facies and intruded by small, nearly concordant bodies of mostly siliceous calc-alkalic materials and by a probably much larger, clearly crosscutting body of granodiorite. The superposition of strong hydrothermal transformations related both to volcanism and intrusions renders the identification of the original stratigraphy difficult. This characterization has however been obtained due to: 1. Some preserved mineralogical peculiarities, the most typical of which is the abundance and composition of garnet (Fig. 4). The presence of hypersthene and TiO2-rich biotite in the basement (formation I) and gahnite, sillimanite and (secondary) chloritoid in the lower part of the Birrimian (formation II) are also very distinctive; 2. chemical data on trace elements of low mobility in hydrothermal fluids such as Ta, Hf, Th, REE and Ti. The Th/Ta, Th/Tb, Th/Hf ratios allow distinguishing three series of igneous rocks (Fig. 2). These distinctions were confirmed by the existence of very specific characters of rare earth patterns in each of the series, one of them in turn subdivided into two subseries (Figs. 5 and 6). A series of altered metasubgreywacks was identified in the lowest member of the Birrimian pile showing: 1. distinctive chemical characteristics (diagram Th/Ta versus La/Yb, Fig. 9); 2. seldom preserved metasedimentary textures. Note présentée par Jean WYART. 0249-6305/88/03072033 S 2.00 © Académie des Sciences 2034 C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 2033-2040, 1988 The Perkoa series overlies a gneissic formation I in which some granulitic associations are
in the lower part of the Birrimian (formation II) are also very distinctive; 2. chemical data on trace elements of low mobility in hydrothermal fluids such as Ta, Hf, Th, REE and Ti. The Th/Ta, Th/Tb, Th/Hf ratios allow distinguishing three series of igneous rocks (Fig. 2). These distinctions were confirmed by the existence of very specific characters of rare earth patterns in each of the series, one of them in turn subdivided into two subseries (Figs. 5 and 6). A series of altered metasubgreywacks was identified in the lowest member of the Birrimian pile showing: 1. distinctive chemical characteristics (diagram Th/Ta versus La/Yb, Fig. 9); 2. seldom preserved metasedimentary textures. Note présentée par Jean WYART. 0249-6305/88/03072033 S 2.00 © Académie des Sciences 2034 C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 2033-2040, 1988 The Perkoa series overlies a gneissic formation I in which some granulitic associations are preserved and which could be related to a Liberian basement. The Birrimian series of Perkoa may be compared to the classic Birrimian series of Ghana ([3], [4]). Formation II is comprised of metabasites, metasubgreywacks and zinc mineralized lenses surrounded by larger baryte auréoles. Formation III is comprised of green and red beds of chlorite quartz sericite material with abundant garnets as well as spotted black schists with disseminated sulfides and corresponds to the lower Birrimian. Formation IV almost wholly made of basic metavolcanics corresponds to the lower part of the upper Birrimian. All the Birrimian series volcanics belong to the low titanium tholeiite series. The small bodies of subconcordant intrusive acidic rocks belong to a variety of calc-alkalic series (Fig. 8). However, the Th/Ta ratio is in all cases in the range 2-6 (Figs. 7 and 10), which means ([9] to [14]) that: 1. no MORB-type material is found in the Perkoa series; 2. the value of some trace element ratios also precludes that these volcanics series be related to a converging plate situation. The volcanics are actually similar from a geochemical viewpoint to the type of continental basalt exemplified by Triassic tholeiites from the Pyrenees [14], or to the
red beds of chlorite quartz sericite material with abundant garnets as well as spotted black schists with disseminated sulfides and corresponds to the lower Birrimian. Formation IV almost wholly made of basic metavolcanics corresponds to the lower part of the upper Birrimian. All the Birrimian series volcanics belong to the low titanium tholeiite series. The small bodies of subconcordant intrusive acidic rocks belong to a variety of calc-alkalic series (Fig. 8). However, the Th/Ta ratio is in all cases in the range 2-6 (Figs. 7 and 10), which means ([9] to [14]) that: 1. no MORB-type material is found in the Perkoa series; 2. the value of some trace element ratios also precludes that these volcanics series be related to a converging plate situation. The volcanics are actually similar from a geochemical viewpoint to the type of continental basalt exemplified by Triassic tholeiites from the Pyrenees [14], or to the kind of volcanics occurring in arc-arc situation for example in the Marianas [11]. Le gisement zincifère de Perkoa (Burkina Faso) situé dans le sillon birrimien de Yako, à une trentaine de kilomètres à l'ouest d'Ouagadougou (fig. 1, pi. I), est interprété [1] comme un amas sulfuré stratiforme daté de 2120 ± 40 Ma. [2]. Les formations birrimiennes y sont recoupées par une granodiorite tardive qui constitue le mur des formations dans toute l'étendue du gisement. Ce gisement a été reconnu par 54 sondages [1], le plus profond d'entre eux atteint 700 m. Le matériel étudié provient de sept sondages répartis en deux coupes parallèles, l'une en travers du gisement, l'autre sur sa marge Ouest. Le contexte géologique de ce gisement est difficile à déterminer en raison de : 1. l'uniformité d'ensemble et la diversité de détail des séries; 2. l'existence d'un métamorphisme de faciès amphibolite; 3. une altération hydrothermale intense; 4. une tectonique souple et cassante qui provoque parfois le redoublement de niveaux repères. Les méthodes classiques étant mises en défaut par ces diverses complications nous avons choisi d'utiliser la géochimie des éléments en traces pour mettre au point une méthode objective d'identification de certains ensembles parmi ceux qui avaient
± 40 Ma. [2]. Les formations birrimiennes y sont recoupées par une granodiorite tardive qui constitue le mur des formations dans toute l'étendue du gisement. Ce gisement a été reconnu par 54 sondages [1], le plus profond d'entre eux atteint 700 m. Le matériel étudié provient de sept sondages répartis en deux coupes parallèles, l'une en travers du gisement, l'autre sur sa marge Ouest. Le contexte géologique de ce gisement est difficile à déterminer en raison de : 1. l'uniformité d'ensemble et la diversité de détail des séries; 2. l'existence d'un métamorphisme de faciès amphibolite; 3. une altération hydrothermale intense; 4. une tectonique souple et cassante qui provoque parfois le redoublement de niveaux repères. Les méthodes classiques étant mises en défaut par ces diverses complications nous avons choisi d'utiliser la géochimie des éléments en traces pour mettre au point une méthode objective d'identification de certains ensembles parmi ceux qui avaient été définis par l'étude des sondages [1]. En effet, l'étude de certains éléments hygromagmatiques et inertes au cours de l'altération et du métamorphisme (Th, Ta, Hf, Zr, Tb et Terres Rares) permet de définir pour les roches basiques non cumulatiques présentes dans la plus grande partie de la série, trois ensembles bien distincts (fig. 2, pi. I) : 1. une série 1 avec Th/Ta = 2-3, Th/Tb=0,6-0,7 et Th/Hf=0,2-0,3; 2. une série 2 avec Th/Ta = 4-5, Th/Tb= 1,5-4 et Th/Hf = 0,5-0,7; 3. une dernière série (série 3) avec Th/Ta = 6-8, Th/Tb = 4-6 et Th/Hf = 0,5-1,1. Ces trois ensembles ont une position bien définie dans les sondages et la distinction obtenue par les éléments mineurs mentionnés ci-dessus constitue l'une des bases de la reconstitution lithostratigraphique présentée (fig. 3, pi. I). L'ensemble des données chimiques et minéralogiques obtenues permet en effet de classer les roches de Perkoa en quatre grands ensembles lithostratigraphiques qui, de la base vers le sommet, sont : L'ensemble I préservé au contact de la granodiorite sur une épaisseur inférieure à 100 m. Il est constitué par des gneiss plagioclases à biotite-garnet, dérivant de métagrauwackes. La présence d'hypersthène, la richesse en magnésium (4 à
ensembles bien distincts (fig. 2, pi. I) : 1. une série 1 avec Th/Ta = 2-3, Th/Tb=0,6-0,7 et Th/Hf=0,2-0,3; 2. une série 2 avec Th/Ta = 4-5, Th/Tb= 1,5-4 et Th/Hf = 0,5-0,7; 3. une dernière série (série 3) avec Th/Ta = 6-8, Th/Tb = 4-6 et Th/Hf = 0,5-1,1. Ces trois ensembles ont une position bien définie dans les sondages et la distinction obtenue par les éléments mineurs mentionnés ci-dessus constitue l'une des bases de la reconstitution lithostratigraphique présentée (fig. 3, pi. I). L'ensemble des données chimiques et minéralogiques obtenues permet en effet de classer les roches de Perkoa en quatre grands ensembles lithostratigraphiques qui, de la base vers le sommet, sont : L'ensemble I préservé au contact de la granodiorite sur une épaisseur inférieure à 100 m. Il est constitué par des gneiss plagioclases à biotite-garnet, dérivant de métagrauwackes. La présence d'hypersthène, la richesse en magnésium (4 à 5 % de MgO) des grenats almandin (fig. 4, pi. I), et la forte teneur en titane des coeurs de certaines biotites (jusqu'à 5,30 % de TiO2) suggèrent un métamorphisme de faciès granulite, à la limite du faciès amphibolite. L'ensemble II puissant d'environ 100 à 150 m est le porteur de la minéralisation qui apparaît en trois lentilles d'une vingtaine de mètres, l'une d'entre elles seule repose directement sur l'ensemble I. Cette formation est composée essentiellement de métagrézwackes hydrothermalisées, les textures et les compositions permettent de reconnaître d'anciennes subgrauwackes. La présence au mur des amas minéralisés de grenats riches en manganèse (14,50 à 28 % fig. 4, pi. I) I), de garnet, sillimanite ou chloritoïde, traduit une richesse du milieu en Fe, Mn, Al et Zn. Des métatufs lithiques à fragments variés bien reconnaissables au microscope, forment un niveau continu entre les deux amas minéralisés inférieurs et des lentilles intercalées dans les métasédiments. Elles comprennent des termes basiques (MgO=6 à 4 %) à rapports Th/Ta, Th/Tb correspondant à la série 2 précédemment définie, et sont caractérisées par un rapport La/Yb = 4-7 (« série 2 a ») (fig. 5, pi. II). Ces métatufs intercalés entre les amas minéralisés et les
de la minéralisation qui apparaît en trois lentilles d'une vingtaine de mètres, l'une d'entre elles seule repose directement sur l'ensemble I. Cette formation est composée essentiellement de métagrézwackes hydrothermalisées, les textures et les compositions permettent de reconnaître d'anciennes subgrauwackes. La présence au mur des amas minéralisés de grenats riches en manganèse (14,50 à 28 % fig. 4, pi. I) I), de garnet, sillimanite ou chloritoïde, traduit une richesse du milieu en Fe, Mn, Al et Zn. Des métatufs lithiques à fragments variés bien reconnaissables au microscope, forment un niveau continu entre les deux amas minéralisés inférieurs et des lentilles intercalées dans les métasédiments. Elles comprennent des termes basiques (MgO=6 à 4 %) à rapports Th/Ta, Th/Tb correspondant à la série 2 précédemment définie, et sont caractérisées par un rapport La/Yb = 4-7 (« série 2 a ») (fig. 5, pi. II). Ces métatufs intercalés entre les amas minéralisés et les métasédiments associés sont riches en baryium (plus de 1400 ppm) autour des minéralisations. L'ensemble III constitue un repère stratigraphique. Il forme un niveau puissant de 80 m qui s'amincit vers l'Est (fig. 3, pi. I). Sa base comporte un niveau de 5 à 10 m environ formé de grenats dans une matrice de chlorite + quartz + séricite. Il se poursuit par des schistes tachetés noirs graphiteux contenant des sulfures (pyrite, pyrrhotine, blende, chalcopyrite) alignés dans la stratification, avec des intercalations de métashales. Les grenats de cet ensemble sont très riches en fer (plus de 70 % d'almandin). Les rapports entre les éléments en traces (Tb, Th, Ta) (fig. 2, pi. I) et la forme des spectres de terres rares des roches de cet ensemble III sont identiques à ceux des métavolcanites de l'ensemble IV décrits ci-dessous (fig. 6, pi. I) ce qui nous conduit à les interpréter comme des métacinérites, des métatuffites plus ou moins remaniées avec une contribution sédimentaire mal déterminée. L'ensemble IV épais de plusieurs centaines de mètres est composé pour l'essentiel de métavolcanites basiques à dominance tufacée et des métalaves à textures intersertales ou porphyriques parfois conservées. Les faciès y sont très variés, et seul un
une matrice de chlorite + quartz + séricite. Il se poursuit par des schistes tachetés noirs graphiteux contenant des sulfures (pyrite, pyrrhotine, blende, chalcopyrite) alignés dans la stratification, avec des intercalations de métashales. Les grenats de cet ensemble sont très riches en fer (plus de 70 % d'almandin). Les rapports entre les éléments en traces (Tb, Th, Ta) (fig. 2, pi. I) et la forme des spectres de terres rares des roches de cet ensemble III sont identiques à ceux des métavolcanites de l'ensemble IV décrits ci-dessous (fig. 6, pi. I) ce qui nous conduit à les interpréter comme des métacinérites, des métatuffites plus ou moins remaniées avec une contribution sédimentaire mal déterminée. L'ensemble IV épais de plusieurs centaines de mètres est composé pour l'essentiel de métavolcanites basiques à dominance tufacée et des métalaves à textures intersertales ou porphyriques parfois conservées. Les faciès y sont très variés, et seul un niveau d'icelandite porphyrique constitue un repère. Ces métavolcanites regroupent deux des séries magmatiques précédemment définies : une série I et une série 2 plus importante qui peut être divisée en deux sous-ensembles par les valeurs du rapport La/Yb (fig. 5, pi. II). Ces deux séries sont pauvres en titane ( < 1 %). Dans ces différents ensembles précédents se sont mis en place des filons, des dykes ou des sills de composition variée, acide à basique qui appartiennent tous à une série 3 calcoalcaline (fig. 2, pi. I et fig. 7, pi. II). L'identification des différents ensembles précédents nous permet d'interpréter la succession simple du gisement de Perkoa observée sur les sondages les plus à l'ouest (I → II → III → IV) et de corréler avec d'autres séries birrimiennes. Les ensembles II, III et IV apparaissent analogues aux ensembles classiques définis au Ghana ([3], [4]). Ils semblent également apparaître dans les coupes des sillons de Houndé [5]. Les ensembles II et III correspondent au Birrimien inférieur. Les métatufs et les niveaux manganésifères de l'ensemble II se corrèlent en particulier avec la partie moyenne du Birrimien inférieur. Les schistes noirs à lits de sulfures de l'ensemble III ont été également
< 1 %). Dans ces différents ensembles précédents se sont mis en place des filons, des dykes ou des sills de composition variée, acide à basique qui appartiennent tous à une série 3 calcoalcaline (fig. 2, pi. I et fig. 7, pi. II). L'identification des différents ensembles précédents nous permet d'interpréter la succession simple du gisement de Perkoa observée sur les sondages les plus à l'ouest (I → II → III → IV) et de corréler avec d'autres séries birrimiennes. Les ensembles II, III et IV apparaissent analogues aux ensembles classiques définis au Ghana ([3], [4]). Ils semblent également apparaître dans les coupes des sillons de Houndé [5]. Les ensembles II et III correspondent au Birrimien inférieur. Les métatufs et les niveaux manganésifères de l'ensemble II se corrèlent en particulier avec la partie moyenne du Birrimien inférieur. Les schistes noirs à lits de sulfures de l'ensemble III ont été également décrits au sommet du Birrimien inférieur [4]. L'ensemble IV correspond à la base du Birrimien supérieur telle qu'elle est décrite par Woodfield [4]. D'autres auteurs, selon Kesse [3] décrivent des formations détritiques à l'extrême base du Birrimien supérieur, absentes à Perkoa. L'ensemble I pourrait correspondre aux séries « libériennes » décrites comme substratum des séries birrimiennes ([6], [7]). Il n'existe toutefois à Perkoa, aucune preuve de discordance et les arguments que l'on pourrait tirer des différences de métamorphisme (faciès granulite pour l'ensemble I, et faciès amphibolite pour les ensembles II, III et IV) sont contradictoires. Les distinctions établies sont confirmées par les caractères des spectres de terres rares (fig. 5, pi. II). La série 1 tholeiitique présente un spectre de terres rares plat. La série 2b s'en distingue par un enrichissement en terres rares légères. La série 2 a se distingue de la série 2 b par deux caractères : un niveau plus faible de l'ensemble des teneurs et un rapport (Yb/Tb)N > 1 pour 2 a et < 1 pour 2 b. Les spectres de terres rares de la série 3 sont tout à fait semblables à ceux de la série 2 b. Aussi la série 2 b peut
décrites comme substratum des séries birrimiennes ([6], [7]). Il n'existe toutefois à Perkoa, aucune preuve de discordance et les arguments que l'on pourrait tirer des différences de métamorphisme (faciès granulite pour l'ensemble I, et faciès amphibolite pour les ensembles II, III et IV) sont contradictoires. Les distinctions établies sont confirmées par les caractères des spectres de terres rares (fig. 5, pi. II). La série 1 tholeiitique présente un spectre de terres rares plat. La série 2b s'en distingue par un enrichissement en terres rares légères. La série 2 a se distingue de la série 2 b par deux caractères : un niveau plus faible de l'ensemble des teneurs et un rapport (Yb/Tb)N > 1 pour 2 a et < 1 pour 2 b. Les spectres de terres rares de la série 3 sont tout à fait semblables à ceux de la série 2 b. Aussi la série 2 b peut elle être considérée comme transitionnelle entre les séries 2 a et 3. Le diagramme Al-F-M (fig. 8, pi. II), [8], confirme les résultats précédents. On constate que la série 3 est typiquement calcoalcaline. Par rapport au champ de la série 3, les champs de la série 2 et 1 se rapprochent de la courbe d'évolution de la série tholeiitique type. Les roches d'origine sédimentaire de l'ensemble II et les schistes noirs de l'ensemble III se distinguent nettement du point de vue géochimique par les rapports Th/Ta > 5 dans le premier cas, < 5 dans le second (fig. 9, pi. II). IMPLICATIONS GÉOTECTONIQUES. — En se référant à la méthode d'identification des séries volcaniques fondées sur la distribution des éléments hygromagmaphiles ([9] à [14]) on EXPLICATIONS DES PLANCHES Planche I Fig. 1. — Localisation de Perkoa. Fig. 1. — Location of Perkoa. Fig. 2. — Distinction des trois séries magmatiques de Perkoa à partir des diagrammes Th/Tb=/(Th/Ta), Th/Hf =/(Th/Ta); carrés et cercles pleins : métavolcanites de l'ensemble IV; étoiles : schistes noirs de l'ensemble III; carrés vides : métatufs de l'ensemble II; triangles pleins : roches intrusives. Fig. 2. — Distinction of three magmatic séries of Perkoa on the diagrams
rapprochent de la courbe d'évolution de la série tholeiitique type. Les roches d'origine sédimentaire de l'ensemble II et les schistes noirs de l'ensemble III se distinguent nettement du point de vue géochimique par les rapports Th/Ta > 5 dans le premier cas, < 5 dans le second (fig. 9, pi. II). IMPLICATIONS GÉOTECTONIQUES. — En se référant à la méthode d'identification des séries volcaniques fondées sur la distribution des éléments hygromagmaphiles ([9] à [14]) on EXPLICATIONS DES PLANCHES Planche I Fig. 1. — Localisation de Perkoa. Fig. 1. — Location of Perkoa. Fig. 2. — Distinction des trois séries magmatiques de Perkoa à partir des diagrammes Th/Tb=/(Th/Ta), Th/Hf =/(Th/Ta); carrés et cercles pleins : métavolcanites de l'ensemble IV; étoiles : schistes noirs de l'ensemble III; carrés vides : métatufs de l'ensemble II; triangles pleins : roches intrusives. Fig. 2. — Distinction of three magmatic séries of Perkoa on the diagrams Th/Tb =f(Th/Ta) and Th/Hf—j'(Th/Ta); filled squares and filled circles: metavolcanits of the formation IV; close squares: metatuff of the formation II; stars: black schists of the formation III; filled triangles: intrusive rocks. Fig. 3. — Geological section of the Perkoa series: except the granodioritic mass, the intrusive rocks are not represented. Fig. 3. — Geological section of the Perkoa series: except the granodioritic mass, the intrusive rocks are not represented. Fig. 4. — Diagramme MnO=/(MgO) pour les grenats; g1-grenats de l'ensemble I, g2-grenats de l'ensemble II et g3-grenats de l'ensemble III. Fig. 4. ### CORRECTION ### I), de garnet, sillimanite ou chloritoïde, traduit une richesse du milieu en Fe, Mn, Al et Zn. Des métatufs lithiques à fragments variés bien reconnaissables au microscope, forment un niveau continu entre les deux amas minéralisés inférieurs et des lentilles intercalées dans les métasédiments. Elles comprennent des termes basiques (MgO=6 à 4 %) à rapports Th/Ta, Th/Tb correspondant à la série 2 précédemment définie, et sont caractérisées par un rapport La/Yb = 4-7 (« série 2 a ») (fig. 5, pi. II). Ces métatufs intercalés entre les amas minéralisés et les métasédiments associés sont riches en baryium (plus de 1400 ppm) autour des minéralisations.