Caractérisation géochimique des magnétites de la zone critique de l ...

-

Documents
66 pages
Obtenez un accès à la bibliothèque pour le consulter en ligne
En savoir plus

Description

master, Supérieur, Master
  • rapport de stage - matière potentielle : fin d' étude du master
  • redaction
Julien MERIC Rapport de stage de fin d'étude du master « réservoirs géologiques » effectué à l'université du Québec à Chicoutimi (du 7 Mars au 31 Août 2011) Soutenue le 23 Septembre 2011 à Montpellier Caractérisation géochimique des magnétites de la zone critique de l'intrusion magmatique de Sept-Îles (Québec, Canada) et intégration à une base de données utilisant la signature géochimique des oxydes de fer comme outil d'exploration Maître de stage (UQAC) : Sarah-Jane Barnes Co-maître de stage (UQAC) : Sarah Dare Premier rapporteur (UM2) : Alain Chauvet Second rapporteur (UM2) : Louis Briqueux
  • oxydes de fer
  • complexe du bushveld
  • zone critique
  • photo du système d'ablation laser
  • magnétites
  • pôle de fe-ti
  • photos correspondantes
  • icp-ms
  • ti

Sujets

Informations

Publié par
Ajouté le 28 mars 2012
Nombre de lectures 101
Langue Français
Signaler un problème


Julien MERIC

Rapport de stage de fin d’étude du master « réservoirs géologiques » effectué à l’université du
Québec à Chicoutimi (du 7 Mars au 31 Août 2011)
Soutenue le 23 Septembre 2011 à Montpellier

Caractérisation géochimique des magnétites de la zone critique de
l’intrusion magmatique de Sept-Îles (Québec, Canada) et intégration à une
base de données utilisant la signature géochimique des oxydes de fer comme
outil d’exploration


Maître de stage (UQAC) : Sarah-Jane Barnes
Co-maître de stage (UQAC) : Sarah Dare
Premier rapporteur (UM2) : Alain Chauvet
Second rapporteur (UM2) : Louis Briqueux
Table des matières

Résumé……………………………………………………………………………………………….....3
Remerciements…………………………………………………………4
Chronologie du stage…………………………………………………………………………………..4
Liste des figures………………………………………………………...5
Liste des tableaux………………………………………………………………………………………7
1 Introduction………………………………………………………….8
1.1 Intérêt de la magnétites pour les processus pétrogénétiques………………………………………..8
1.2 Intérêt de la magnétite pour l’exploration………………………………………………..9
2 Problématique……………………………………………………………………...........10
2.1 Cristallisation des oxydes……………………………………………………………….10
2.2 Oxydes dans les intrusions litées…………………………………..10
2.3 La suite intrusive de Sept-Îles………………………………………………….11
3 Echantillons et Pétrographie de la zone critique de Sept-Îles…………………………………..14
3.1 Liste des échantillons…………………………………………………………………...14
3.2 Pétrographie des sous-zones…………………………………………….15
4 Méthodes…………………………………………………………………………………18
4.1 Choix des grains à analyser. ……………………………………………………………18
4.2 Paramètres d’analyses par LA-ICP-MS………………………………………………...18
4.3 Traitement des résultats…………………………………………………19
5 Résultats et implications pour les processus pétrogénétiques………………………..24
5.1 Distinction du microgabbro……………………………………………………………………….24
5.2 Variation des éléments lithophiles en fonction de leur position stratigraphique……….25
5.3 Variation des éléments chalcophiles en fonction de leur position stratigraphique………………..30
5.4 Comparaison entre les magnétites et les ilménites……………………………………….32
5.5 Cristallisation fractionnée, processus majeur de formation de la zone critique de Sept-Îles……..35
5.6 Comportement des éléments lithophiles pendant la cristallisation fractionnée…………………...36
5.7 Comportement des éléments chalcophiles pendant la cristallisation fractionnée…………………39
6 Comparaison avec le complexe du Bushveld……………………………………………………..40
6.1 Comparaison entre Sept-Îles et l’échantillon de contrôle BC-28……………………….40
6.2 Variations des concentrations dans les magnétites du complexe du Bushveld……………………42
6.3 Comparaison et similitudes entre Sept-Îles et le complexe du Bushveld……………….43
7 Implications pour l’exploration…………………………………………………………………...45
8 Conclusion……………………………………………………………………..46
Références…………………………………………………………………………………..47
Annexes 1 : Concentration des isotopes par échantillons de magnétites analysés par LA-ICP-MS….49
Annexes 2 : Concentration des isotopes par échantillons d’ilménites analysés par LA-ICP-MS…….58
2
Résumé

Les oxydes de fer sont des minéraux présents dans la plupart des gisements du monde
et leur analyse pourrait permettre d’établir une classification des différents types de gîte en
fonction de la présence et de la quantité d’éléments mineurs et traces présents dans ces oxydes.
Cette classification servirait alors d’outil à l’industrie dans l’exploration minière. Une étude,
menée dans le cadre du projet DIVEX (Diversité pour l’Exploration), vise justement à établir
cette classification. Cependant, la composition chimique des oxydes de fer reste très variable,
même au sein d’un même gîte, il est donc nécessaire d’enrichir les bases de données des
différents gîtes. C’est pourquoi des magnétites de la zone critique de la suite intrusive de
Sept-Îles ont été analysées par ablation laser, LA-ICP-MS, pour déterminer les concentrations
des éléments mineurs et traces. Cette zone critique constitue un gisement de Ti-P. Des
ilménites, toujours associées aux magnétites dans la zone critique ont également était
analysées pour observer si il y avait une compétition entre les deux phases pour certains
éléments. Il apparaît que les magnétites et les ilménites présentent les mêmes variations de
concentration suivant leur position stratigraphique, pour chaque élément. De plus les éléments
Hf, Zr, W, Sc, Ta, Nb, Mn, Mg et Ti sont dominants dans l’ilménite par rapport à la magnétite
et les éléments Al, Ge, Ga, Cr, V, Pb, Sn, Mo, Co et Ni sont dominants dans la magnétite par
rapport à l’ilménite. Il a été mis en évidence une séquence de cristallisation fractionnée qui
va de la base au sommet de la zone critique, avec d’abord une csation des magnétitites
puis des nelsonites suivi des gabbro-nelsonites. Les intrusions de microgabbro dans la zone
critique sont issues de la cristallisation d’un magma plus primitif enrichie en Cr. Une
comparaison des magnétites de la zone critique de Sept-Îles avec des magnétites de l’intrusion
litée du complexe du Bushveld a été réalisée. Elle a montré que suivant l’évolution du magma
à partir duquel les magnétites cristallisent, celles-ci présentent des compositions différentes.
Des magnétites riche en Cr cristalliseront à partir d’un magma primitif, tandis que depuis un
magma évolué, les magnétites seront appauvries en Cr. Les zones de magnétites évoluées
pour Sept-Îles et Bushveld sont toujours associées à des zone riche en P (contenue dans
l’apatite). De cette façon il est possible de différencier le pôle Fe-Ti du projet DIVEX en deux
parties, un pôle de Fe-Ti contenant des magnétites primitives et un pôle de Fe-Ti-P contenant
des magnétites évoluées. Les magnétites semblent être associées à une zone riche en P pour
des teneurs en Cr inférieures à 200 ppm.














3
Remerciements


Je souhaite remercier particulièrement ma co-maître de stage Sarah Dare, qui m’a
aiguillé et conseillé tout le long du stage et avec qui j’ai beaucoup appris. Je remercie
également ma maître de stage Sarah-Jane Barnes pour m’avoir fais confiance et m’avoir
permis de venir faire ce stage. Merci à Georges Beaudoin pour m’avoir intégré à un projet
DIVEX. Je remercie aussi Dany Savard pour l’utilisation du laser ainsi que toutes ses
explications techniques. J’adresse aussi mes remerciements à Alain Chauvet, Michel Lopez et
Christine Leredde pour avoir appuyé ma démarche de stage au Canada. Et pour terminer je
souhaite faire un remerciement spécial à Lise Delpech qui m’a accompagné au Canada et qui
a toujours été là, dans les bons et les moins bons moments et qui sera encore là pour la suite.



Chronologie du stage



Du 7 Mars au 7 Avril : Recherche bibliographique

Du 11 avril au 22 Juin : Analyses à la microsonde électronique, et au LA-ICP-MS

De Mai à Juillet : Traitement des résultats

De Juin à Aout : Mise en forme et interprétation des résultats (avec recherche
bibliographiques en même temps)

Aout : Dernières interprétations et rédaction du rapport















4
Liste des figures

Figure 1 : Localisation et carte géologique simplifiée de la suite intrusive de Sept-Îles montrant la position des
forages effectués (boreholes) dans la zone critique (critical zone). Modifié d'après Cimon (1998) et Higgins
(2005)………………………………………………………………………………………………………………8
Figure 2 : Diagramme binaire Ni/(Cr+Mn) en fonction de Ti+V permettant de discriminer les différents types de
gisements (nomenclature des gisements : voir annexe 1), (Dupuis et Beaudoin 2011)……………………………9
Figure 3 : Localisation stratigraphique des unités riches en oxydes Fe-Ti-P dans quelques intrusions et
complexes mafiques stratifiés dans le monde. (zone supérieure : UZ; zone principale : MZ; zone critique : CZ;
série supérieure : SS; Série litée : SL; série transitionnelle : ST; série anorthositique : SA; série inférieure : SI;
zone inférieure : LZ; zone de bordure supérieure : UBZ; zone cachée : HZ) Modifié d’après Hassan (2003)….11
Figure 4 : Stratigraphie générale de la suite intrusive de Sept-Îles et stratigraphie de la zone critique. Modifié
d’après Hassan
(2003)……………………………………………………………………………………………………………..12
Figure 5 : Diagrammes montrant la variation de MgO et V O des grains de magnétites des différentes roches de 2 3
la zone critique en fonction de la profondeur. Fig 3.3 tirée de Hassan (2003)…………………………………...12
Figure 6 : Diagramme montrant l’évolution des concentrations en Cr dans les magnétites selon la profondeur,
ainsi que les différents nouveaux apports de magma correspondants. Modifié d’après Namur 2010. (ZC = zone
critique ; layered séries = séries litées ; Mt = magnétite)……………………………………………………….13
Figure 7 : Position stratigraphique des lames minces dans la zone critique de Sept-Iles, Mg = microgabbro….14
Figure 8 : Photo d’une carotte de forage composée de magnétitite (planche 3.1 tirée de Hassan 2003)………...15
Figure 9 : Texture typique des magnétites titanifères et des ilménites observées. Les points noirs dans la
magnétite représentent des exsolutions d’ulvospinelle. Photo prise à la microsonde électronique………………15
Figure 10 : Photo de la lame mince de nelsonite HN-29 observée au microscope optique en lumière transmise, la
partie opaque correspond aux oxydes (magnétites et ilménites). Fpath = plagioclase ; Ap = apatite…………….16
Figure 11 : Photo de la lame mince de gabbro-nelsonite HN-18 observé au microscope optique en lumière
transmise, la partie opaque correspond aux oxydes (magnétites et ilménites). Ol = olivine, Fpath = plagioclase ;
Ap = apatite……………………………………………………………………………………………………….16
Figure 12 : Photo de la lame mince de microgabbro HN-06 observée au microscope optique en lumière
transmise, les parties opaques correspondent aux oxydes (tmagnétites et ilménites). Ol = olivine, Fpath =
plagioclase ; Cpx = clinopyroxène………………………………………………………………………………..17
Figure 13 : Approximation proportions modales (%) des phases minérales présentes dans les différentes sous-
zones de la zone critique de Sept-Iles…………………………………………………………………………….17
Figure 14 : Photo de lame observée par microscope optique en lumière réfléchie. Les grains de magnétites (Mt)
et d’ilménite (Ilm) entourés d’une ligne tiretée représentent des exemples de grains choisis pour les analyses par
ablation laser. S = sulfure ; Sil = silicate………………………………………………………………………….18
Figure 15 : Photo du système d’ablation laser (à gauche) et photo du spectromètre de masse couplé au système
d’ablation laser (à droite)…………………………………………………………………………………………18
Figure 16 : Traitement du signal d’une magnétite et d’une ilménite avec le programme Iolite, avec les photos
correspondantes…………………………………………………………………………………………………...23
Figure 17 : Traitement du signal d’une ilménite avec le programme Iolite, illustrant le phénomène d’inclusions
(avec les photos correspondantes)………………………………………………………………………………...23
Figure 18 : Variation de la teneur en Mg (en µg/g) des magnétites (à gauche) et des ilménites (à droite) en
fonction de la stratigraphie………………………………………………………………………………………..24
Figure 19 : Concentration du Ti en fonction du Cr dans les magnétites de Sept-Iles…………25
Figure 20 : Variation de la teneur en Mn, Sc, Ga et Hf (en µg/g) des magnétites (à gauche) et des ilménites (à
droite) en fonction de la stratigraphie……………………………………………………………………………..26
Figure 21 : Variation de la teneur en Nb, Ta et Zr (en µg/g) des magnétites (à gauche) et des ilménites (à droite)
en fonction de la stratigraphie…………………………………………………………………………………….27
Figure 22 : Variation de la teneur en Ge (en µg/g) des magnétites (à gauche) et de la teneur en W (en µg/g) des
ilménites (à droite) en fonction de la stratigraphie………………………………………………………………..28
Figure 23 : Variation de la teneur en V (en µg/g) des magnétites (à gauche) et des ilménites (à droite) en
fonction de la stratigraphie………………………………………………………………………………………..28
5
Figure 24 : Variation de la teneur en Al (en µg/g) des magnétites (à gauche) et des ilménites (à droite) en
fonction de la stratigraphie………………………………………………………………………………………..29
Figure 25 : Variation de la teneur en Cr (en µg/g) des magnétites (à gauche) et des ilménites (à droite) en
fonction de la stratigraphie………………………………………………………………………………………..29
Figure 26 : Variation de la teneur en Ti (en µg/g) des magnétites (à gauche) et des ilménites (à droite) en
fonction de la stratigraphie………………………………………………………………………………………..30
Figure 27 : Variation de la teneur en Mo, Zn et Sn (en µg/g) des magnétites (à gauche) et des ilménites (à droite)
en fonction de la stratigraphie………………………………………………………………………………….....31
Figure 28 : Variation de la teneur en Co (en µg/g) des magnétites (à gauche) et des ilménites (à droite) en
fonction de la stratigraphie………………………………………………………………………………………..32
Figure 29 : Variation de la teneur en Ni (en µg/g) des magnétites (à gauche) et des ilménites (à droite) en
fonction de la stratigraphie………………………………………………………………………………………..32
Figure 30 : Diagramme multiélémentaire comparant les teneurs en éléments lithophiles normalisées à la
composition de la croûte continentale, des magnétites (Mt) et des ilménites (Ilm) de l’échantillon H11. Le
tableau (en bas) montre quels éléments sont davantage concentrés par les magnétites et ceux davantage
concentrés par l’ilménite. La ligne en pointillé illustre les limites de détection (LD) pour les analyses par LA-
ICP-MS…………………………………………………………………………………………………………...33
Figure 31 : Comparaison des teneurs (en µg/g) en Mg (à gauche) et en V (à droite) des magnétites et des
ilménites. Le trait large représente la droite y = x………………………………………………………………..34
Figure 32 : Diagramme multiélémentaire comparant les teneurs en éléments chalcophiles normalisées à la
composition de la croûte continentale, des magnétites (Mt) et des ilménites (Ilm) de l’échantillon H11. La ligne
en pointillé illustre les limites de détection (LD) pour les analyses par LA-ICP-MS……………………………34
Figure 33 : Comparaison des teneurs (en µg/g) en Mo (à gauche) et en Co (à droite) des magnétites et des
ilménites. Le trait large représente la droite y = x………………………………………………………………...35
Figure 34 : Concentration du Mo (à gauche), du Co (à droite) et du Mn (au centre) en fonction du V dans les
magnétites de Sept-Îles. La flèche indique l’évolution des magnétite ayant cristallisées d’un magma plus primitif
(base de la zone critique) vers de magnétites ayant cristallisées d’un magma plus évolué (sommet de la zone
critique) …………………………………………………………………………………………………………..36
Figure 35 : Variation de la teneur (en µg/g) en Mn (à gauche) et en V (à droite) des magnétites en fonction de la
stratigraphie……………………………………...………………………………………………………………..38
Figure 36 : Concentration du Mg en fonction du V (en µg/g) dans les magnétites de Sept-Îles. Le petit cercle (en
haut) regroupe les magnétites massives et le grand cercle (en bas) regroupes les magnétites disséminées……...39
Figure 37 : Variation de la teneur (en µg/g) en Mo (à gauche) et en Co (à droite) des magnétites en fonction de
la stratigraphie………………………………………………...…………………………………………………..40
Figure 38 : Diagramme multiélémentaire comparant les concentrations des éléments lithophiles dans les
magnétites des différentes sous-zones de la zone critique et dans la magnétite de la base du Bushveld (BC-28).
La ligne en pointillé illustre les limites de détection (LD) pour les analyses par LA-ICP-MS………………….41
Figure 39 : Diagramme multiélémentaire comparant les concentrations des éléments chalcophiles dans les
magnétites des différentes sous-zones de la zone critique et dans la magnétite de la base du Bushveld (BC-28).
La ligne en pointillé illustre les limites de détection (LD) pour les analyses par LA-ICP-MS………………….41
Figure 40 : Diagramme multiélémentaire comparant les concentrations des éléments lithophiles dans les
magnétites du complexe du Bushveld. La ligne en pointillé illustre les limites de détection (LD) pour les
analyses par LA-ICP-MS………………………………………………………………………..………………..42
Figure 41 : Diagramme multiélémentaire comparant les concentrations des éléments chalcophiles dans les
magnétites du complexe du Bushveld. La ligne en pointillé illustre les limites de détection (LD) pour les
analyses par LA-ICP-MS. La flèche indique un augmentation de l’évolution de la cristallisation………………43
Figure 42 : Diagramme multiéléments comparant les concentrations des éléments lithophiles des magnétites du
complexe du Bushveld (champ gris) et celles de la zone critique de Sept-Iles…………………………………...43
Figure 43 : Diagramme multiéléments comparant les concentrations des éléments chalcophiles des magnétites
du complexe du Bushveld (champ gris) et celles de la zone critique de Sept-Iles………………………………..44
Figure 44 : Concentration du Ti en fonction du Cr dans les magnétites de Sept-Iles et du Bushveld. Le champ en
bleu correspond aux magnétites primitives du complexe du Bushveld (BC-28 et 1561,77) . Le champ en jaune
correspond aux magnétites évoluées du complexe du Bushveld (304,44 et 305,72)……………………………..44
6
Figure 45 : Proposition diagramme binaire Ni+Cr fonction de Ti+V discriminant un pôle Fe-Ti (Sarah Dare, non
publié) modifié d’après Georges Beaudoin. Dans le champ en bleu sont regroupées les magnétites primitives
dans les zones faibles en P. Dans le en jaune sont regroupées les magnétites évoluées dans les zones riches en P

Liste des tableaux

Tableau. 1a : Comparaison entre la moyenne des mesures (15 analyses) et les valeurs de GEOREM du verre
artificiel GSE-1g, utilisé comme matériel de référence………………………………………………………......20
Tableau. 1b : Comparaison entre la moyenne des mesures (31 analyses) et les valeurs de GEOREM du verre
artificiel GSD-1g, utilisé comme matériel de référence………………………………………………………......21
Tableau. 1c : Comparaison entre la moyenne des mesures (33 analyses) et les valeurs de l’UQAC de la
magnétite massive du Bushveld, BC-28, utilisé comme matériel de contrôle. *unpublished……………………22
Tableau 2 : Evolutions des concentrations de tous les éléments lithophiles. Les éléments en vert diminuent vers
le sommet stratigraphique, en jaune ils augmentent vers le sommet stratigraphique et en blanc ils sont sans
variations. Les éléments sont présentés dans l’ordre de compatibilité dans la magnétite, avec à gauche l’éléments
le plus incompatible (Zr) et à droite le plus compatible (Cr) dans la magnétite………………………………….37
Tableau 3 : Evolutions des concentrations de tous les éléments chalcophiles. Les éléments en vert diminuent
vers le sommet stratigraphique, en jaune ils augmentent vers le sommet stratigraphique et en blanc ils sont sans
variations. Les éléments sont présentés dans l’ordre de compatibilité dans la magnétite, avec à gauche l’éléments
le plus incompatible (Pb) et à droite le plus compatible (Ni) dans la magnétite…………………………………39


















7
1 Introduction

1.1 Intérêt de la magnétites pour les processus pétrogénétiques
La magnétite ainsi que d’autres oxydes comme l’ilménite, sont de bons indicateurs
pétrogénétiques, particulièrement pour les roches ignées où leur composition chimique donne
des informations sur le taux de cristallisation fractionnée, la fugacité d’oxygène ainsi que le
degré d’évolution d’un magma (Gasparini et Naldrett 1972; Buddington et Lindsley 1964;
Reynolds 1985; Toplis et Caroll 1995 ; Charlier et al. 2007; Namur et al. 2010).
Cette porte sur l’analyse d’oxydes de fer d’un exemple de gîte de Fe-Ti, et plus
particulièrement sur une intrusion litée (Sept-Îles, Québec, Fig.1) qui constitue un gisement de
P et Ti.



Figure 1 : Localisation et carte géologique simplifiée de la Suite Intrusive de Sept-Îles montrant la position des
forages effectués (boreholes) dans la zone critique (critical zone). Modifié d'après Cimon (1998) et Higgins
(2005)
Ce projet d’étude d’une durée de six mois, a été réalisé à l’Université du Québec à
Chicoutimi (UQAC) pour la Chaire de Recherche du Canada en métallogénie magmatique.
C’est une étude pionnière d’analyses par ablation laser des éléments mineurs et traces
d’oxydes de fer (magnétites et ilménites) dans une intrusion litée. L’étude du stage reprend les
échantillons de Hassan 2003 et Tollari 2008, mais cette fois l’analyse des éléments traces est
effectuée par LA-ICP-MS (Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)
et se focalise sur les variations des éléments mineurs et traces dans les magnétites et les
ilménites.
8
1.2 Intérêt de la magnétite pour l’exploration
Les oxydes de fer sont des minéraux présents dans la plupart des gisements du monde.
Leur présence en elle-même apporte peu d’information sur le contexte, le type de gisement ou
sur la minéralogie associée. En revanche, leur caractérisation géochimique pourrait apporter
plus de réponses. En effet, présents dans tous les types de gîtes, magmatiques ou
hydrothermaux, les oxydes de fer, essentiellement représentés par la magnétite (Fe O ) et 2 4
l’hématite (Fe O ). Ils sont capables d’incorporer des éléments mineurs et traces propres au 2 3
gîte, et pouvant donc varier d’un site à un autre en terme de nature et de quantité. La
caractérisation géochimique des oxydes de fer pourrait devenir un outil majeur pour
l’exploration minière (Dupuis et Beaudoin 2011) et serait donc un atout pour l’industrie
minière mais également pour la science fondamentale.
Dans ce but, des analyses de nombreuses magnétites de différents gîtes ont été
analysés avec une microsonde électronique (Dupuis et Beaudoin 2011). Il apparait que la
composition chimique des magnétites diffère bien d’un type de gîte à l’autre, cette différence
de composition est mise en évidence par Dupuis et Beaudoin (2011) à l’aide de diagrammes
discriminants (Fig.2).
La magnétite semble être un bon traceur géochimique des différents types de gîtes et
pourrait donc être un bon outil pour l’exploration minière.

Figure 2 : Diagramme binaire Ni/(Cr+Mn) en fonction de Ti+V permettant de discriminer les différents
types de gisements (nomenclature des gisements : voir annexe 1), (Dupuis et Beaudoin 2011)

Cependant, la composition chimique des magnétites reste très variable, même au sein
d’un même gîte, comme par exemple le gisement de nickel, cuivre et éléments du groupe
platine de Sudbury au Canada (Dare et al. 2011). Il est donc nécessaire de continuer les
analyses chimiques de magnétites de différents gîtes afin de mieux contraindre les
compositions chimiques et leur variation suivant les types de gîtes. Cette contrainte chimique
des magnétites selon leur type de gîte passe également par une meilleure compréhension des
différents processus qui ont amenés à la formation de ces magnétites, et par le fait même des
gisements qui les contiennent.
9
L’étude de ce stage a deux objectifs :
Elle vise d’une part à caractériser la géochimie des magnétites et des ilménites dans la
zone critique de l’intrusion de Sept-Îles pour mieux comprendre les processus de formation
des gisements Fe-Ti ± P dans les intrusions litées .
Elle vise d’autre pars, à enrichir une base de données sur la composition des oxydes d
fer dans le cadre du programme de diversification pour l’exploration du Québec (DIVEX), et
elle se concentre sur le pôle de Fe-Ti. Ultimement le programme DIVEX vise à développer
l’utilisation de la signature géochimique des magnétites comme outil d’exploration.

2 Problématique
2.1 Cristallisation des oxydes
La cristallisation des oxydes de Fe-Ti dépend de plusieurs facteurs. Les principaux
sont la température, la composition du magma et la fugacité d'oxygène (fO ). Ils contrôlent la 2
précipitation des oxydes (magnétites et ilménites), des apatites et des silicates riches en
ferromagnésien ( Snyder et al. 1993 ; Toplis et Caroll 1995 ; Hill et Roeder 1974, Tollari et al
2008). La fugacité d’oxygène (fO ) s’apparente à la pression partielle d’oxygène dans le 2
3+ 2+magma et va directement influer sur le ratio Fe /Fe . Si fO augmente et passe au-dessus du 2
3+ 2+ niveau tampon QFM (Quartz, Fayalite, Magnétite), le ratio Fe /Fe va augmenter et c’est la
magnétite qui va cristalliser . Pour une fO plus faible en-dessous de QFM, le ratio diminuera 2
et ce sera l’ilménite qui cristallisera (Toplis et Caroll 1995).
2.2 Oxydes dans les intrusions litées
La magnétite (Fe O ), l’ilménite (FeTiO ) représentent les principales phases 2 4 3
métallifères des gîtes d’oxydes. Dans ces gîtes, le fer (Fe), le titane (Ti), le phosphore (P) et le
vanadium (V) sont les substances exploitées pour leur valeurs économiques. Ce type de
minéralisation se retrouve dans les complexes ignés lités ou dans les massifs de roches
intrusives mafiques (par exemple les complexes anorthositiques).
Les minéralisations de Fe-Ti-P-V encaissées dans les complexes ignés litée se concentrent
essentiellement dans la partie supérieure des intrusions litées (Fig.3) tel que le Complexe du
Bushveld, Afrique du Sud (Reynolds 1985), l'intrusion de Skaergaard, Groenland (McBirney
1996), ou la suite intrusive de Sept-Îles, Canada (Hassan 2003). Il apparait d’après certaines
études, que la précipitation des horizons riches en Fe-Ti-P-V ne commence qu’après une
cristallisation de 70% du magma (Toplis et Caroll 1995, Tollari 2008), donc à partir d’un
magma dit plus évolué.
10