Sciences of Earth and Environnent

"RÉSUMÉ

Le mémoire est subdivisé en deux parties :

* La première partie  est une contribution à l'étude du magmatisme hercynien du bassin de Fourhal (Plateau du Ment et Moulay Bou Azza) et de son interaction avec l'encaissant. Ainsi, ont été abordées ; (1) les magmatites basiques hercyniennes du plateau du Ment, (2) l'évolution géochimique des divers faciès granitiques du Ment et du Moulay Bou Azza, (3) les relations métamorphisme - déformations au voisinage des granitoïdes hercyniens du Maroc central (notamment le Ment, Zaër et Moulay Bou Azza). Cette étude, comparée aux résultats obtenus sur le reste des granitoïdes hercyniens nous a permis d'élaborer une nouvelle proposition de classification et de modèle de mise en place de ces derniers :
a- Lignée Monzo-granodioritique d'origine mixte (type M) ou méta-ignée (type I), appartenant à la série calco-alcaline métalumineuse, basi-crustale, caractérisée par des teneurs élevées en K2O et basse en CaO. Cette lignée est génétiquement en relation avec des zones de collisions ou post-collisions intracontinentales, dans un contexte géodynamique de "type calédonien".
b- Lignée leucogranitique, d'origine principalement crustale ou sédimentaire (type C/S), parfois contaminée par le manteau, peralumineuse, autochtone ou intrusive. Elle appartient au type "hercynotype", caractérisée par des collisions intracontinentales, souvent guidées par des zones de cisaillement ductiles préexistantes.

* La deuxième partie  concerne l'étude des phénomènes hydrothermaux associés au massif granitique du Ment (greisenisation, tourmalinisation à quartz stable et à quartz instable) se développant dans les systèmes de coupoles leucogranitiques en position haute (Ez-Zirari, Amahroq) ou dans la masse du granite principal dans des systèmes de fractures associées à une tectonique permienne en décrochement. Chaque étape hydrothermale est caractérisée par la nature des altérations comme par l'orientation des systèmes de contrainte. Pour cela, nous avons étudié : (1) Les relations de l'hydrothermalisme avec la tectonique ; (2) la pétrographie et la géochimie de la greisenisation, de l'épisyénitisation et de la tourmalinisation ; (3) la cristallochimie des principaux minéraux d'altération (muscovites et tourmaline) ; (4) la caractérisation et la dynamique des fluides ; (5) et enfin les principaux minéralisations associées à cette altération.
Cette étude nous a permis de conclure que Le système hydrothermal du Ment montre la circulation d'au moins trois types de fluides, l'un profond (L1), l'autre superficiel (L2), le troisième (L3) semble caractérisé par l'injection, au niveau d'observation, situé à environ 1.2 km de profondeur à l'époque considérée, de fluides chauds, les uns de par leur origine, les autres à la suite d'un trajet vers la profondeur, qui se mélangent entre eux ou avec des fluides plus froids ayant suivi un circuit court. La circulation a lieu en conditions soit lithostatiques soit hydrostatiques ; la transition, due à la tectonique, se marque par les phénomènes d'ébullition qui affectent L1 ou un mélange L1-L2.
L'étude microthermométrique recoupe bien celle de la composition des tourmalines : des mélanges de fluides différents, en proportion variée, apparaissent essentiels au processus de tourmalinisation. L'étude minéralogique ayant révélé, à travers l'étude de la zonation des tourmalines, le caractère extrêmement rythmique de leur cristallisation, les conclusions auxquelles avait conduit de ce point de vue l'étude microthermométrique se trouvent renforcées.
Le système hydrothermal du Ment qui dépose muscovite, puis tourmaline, succède au système greisenisant après un laps de temps non négligeable, puisque la pression lithostatique est passée de 50 à 30 MPa (le système est remonté, d'une profondeur de 1.9 km à une profondeur de 1.2 km). Ce système est caractérisé par une forte anomalie thermique, que l'origine magmatique des fluides L1 impose de considérer comme due à l'existence d'intrusions profondes, non encore dégagées par l'érosion.
La rareté ou même l'absence de minéralisation d'étain-tungstène dans le Ment, pourrait bien tenir à la pauvreté en Sn et W des sources disponibles dans le Ment au moment des grandes circulations à tourmaline (granite porphyroïde et encaissant Viséen pauvre en métaux rares facilement lessivables).

ABSTRACT


This memoir is subdivided into two parts. The firs part is a contribution to the study of the hercynian magmatism of the Fourhal basin (Ment Plateau and Moulay Bou Azza), and its relations with the enclosing rocks. Thus, the main points studied are : (1) the hercynian basic magmatites of the Ment Plateau; (2) the geochimical evolution of the different granitic facies of Ment and Moulay Bou Azza; (3) the relations between metamorphism and deformation near the hercynian granites of central Morocco (namely Ment, Zaër and Moulay Bou Azza). Comparison of this study to the results obtained from the other hercynian granitoïds permitted to make a new proposition on the classification and emplacement of the latter : a- Monzo-granodioritic suite of mixed origin (M-type), belonging to the alc-alkaline metaluminous series, of basi-crustal origin, which is characterized by a high K2O and low CaO contents. This suite is genetically related to intracontinental collisional or post-collisional zones, in a geodynamic context of caledonian type. b- Leucogranitic suite, of crustal of sedimentary origin (S/C type), sometimes contaminated by the mantle, which is peraluminous, autochtonous or intrusive. It belongs to the "hercynotype", characterized by intra continental collisions guided by pre-existing ductile shear zones.

The second part concerns the study of the hydrothermal phenomena related to the Ment granitic massif (greisinisation, tourmalinisation with stable quartz and with unstable quartz), which develop within the systems of leucogranitic domes in a high position (Ez-Zirari, Amahroq) or within the body of the main granite in the fracture systems associated with Permian strike-slip tectonics. Each hydrothermal stage is characterized by the type of alterations as by the orientation of the stress system. In this context, we have studied: (1) the relations of hydrothermalism with tectonics, (2) the petrography and geochemistry of greisenisation, episyenitisation and tourmalinisation, (3) the cristallochemistry of the main alteration minerals (muscovite and tourmaline), (4) ccharacter and dynamics of the fluids, (5) the main mineralisations associated with this alteration.
This study allowed us to conclude that the hydrothermal system of Ment shows the circulation of three types of fluids; the first is deep (L1), the second is shallow (L2), the third seems to be characterized by the injection, at the observation level, located at about 1.2 km of depth at the period considered, of hot fluids, some by their origin, the others after a deepening path, which mix with each other, or with colder fluids that have followed a short pathway. Circulation occurs in either lithostatic or hyrostatic conditions; the transition, due to the tectonics, is marked by boiling phenomena which affect L1 or the mixture L1-L2.
The microthermometric study is concictent with the composition of tourmalines: mixtures of different fluids, in a varied ratio, appear to be essential to the tourmalinisation process. As shown by the mineralogical study of the zonation in tourmalines, which revealed the rhytmic character of their crystallisation, the conclusion  to which the microthermometrc study are supported.
The hydrothermal system of Ment that deposited muscovite, then tourmaline, follows the greisening system after a non-negligible period of time, as the lithostatic pressure decreases from 50 to 30 MPa (the system was uplifted from a depth of 1.9 km to 1.2 km). This system is characterized by a strong thermal anomaly, which is related, according to the magmatic origin of the fluids L1, to the existence of deep intrusions which are still deeply buried.
The scarcity or even the absence of mineralisation Sn-W in the Ment may be due to the poorness in Sn and W in the available sources in the Ment during the major circulations with tourmaline (porphyric granite and Visean enclosing beds which are poor in easily leachable rare metals).
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ABSTRACT
The Late Carboniferous to Permian Ment pluton was emplaced in several stages. The first one of biotite granite (main phase composition), the second of leucogranites. The former was of greisen-type, showing muscovite-bearing greisens and was related to CO2-bearing fluids, located within plurikilometric and related to aqueous fluids. The unstable-quartz alteration consists successively of feldspathization («episyenite»), phengitization and tourmalinization. The unstable-quartz alteration consists successively of feldspatization, phengitization and tourmalinization. The latest tourmalinization stage is characterized by the occurrence of strongly zoned tourmaline. This mineral was studied in detail by combining 2 SEM examination with electron-microprobe analysis. The zonation patterns are complex and related to a fluctuating Al/Fe, Al/Mg and Fe/Mg ratios, in response to pH, fCO2 and salinity variations. The described complex zonation was also observed at the outcrop scale; this suggests a sitting of single multistage hydrothermal system evolving in time.
Les résultats de l’ étude microthermométrique sont parfaitement cohérents avec les données de la composition des tourmalines et des mélanges de fluides différents, en proportion variée, apparaissent essentiels au processus de tourmalinisation dans le Ment.
Keywords: zoned tourmalines, fluids inclusions, continental fluid mixing, Ment pluton, Central Morocco.

RESUME
Le pluton du Ment, d’âge Carbonifère supérieur-Permien, s’est mis en place en plusieurs étapes, la première est constituée de granite à biotite (phase principale), la seconde est  leucogranitique. L’épisode hydrothermal le plus ancien est caractérisé par la présence des greisens à muscovite, en relation avec des fluides carbonés.. L’altération à quartz instable est caractérisée par une feldspathisation (épisyènitisation), une muscovitisation, développées le long des failles et fractures. Plus tardivement, le secteur du Ment a connu une importante épisode de tourmalinisation, soit sous une forme déssiminée dans les faciès granitiques, les greisens, épisyènite et muscovitites ; soit en filon de longueur plurikilométrique et largeur métrique.
Ces tourmalines, fortement zonées, ont été étudiées en détail en combinant systématiquement les données du Microscope Electronique à Balayage (MEB) et celles de la Microsonde Electronique(M). Ils sont, dans la majorité des cas, caractérisées par des déficits d’occupation du site X (18c). La zonation des cristaux des tourmalines est complexe, liée aux fluctuations des rapports Al/Fe, Al/Mg et Fe/Mg, qui pour leur part sont contrôlés par le pH, la CO2 ou la variation de la salinité.
Les résultats de l’ étude microthermométrique sont parfaitement cohérents avec les données de la composition des tourmalines et des mélanges de fluides différents, en proportion variée, apparaissent essentiels au processus de tourmalinisation dans le Ment.
Mots-clés : tourmalines zonées, inclusions fluides, Mélange du fluide continentale, pluton du Ment, Maroc central.

Points clés : : Gisements de type pyrométasomatique à hydrothermal. District associé spatialement à des intrusions granitiques hercyniennes (~286 Ma) dans la Zone des Nappes du Massif Hercynien Central. On y distingue trois minéralisations successives à température et pression décroissantes, i i) des skarns à scheelite, pyrrhotite, arsénopyrite et or ; i ii i) des veines à scheelite, wolframite, molybdénite, arsénopyrite et or ; i ii ii i) des filons à galène et sphalérite argentifères. Les deux premières succèdent immédiatement à la cristallisation du granite dans un contexte de cisaillement syntectonique ENE dextre, la dernière est contrôlée par une zone de décrochement E-W sénestre tardi-tectonique.

Abstract : The Nimba region consists primarily of Precambrian metavolcano-metasedimentary formations located in the Sanniquellie quadrangle northeast of Liberia, and has a thickness of about 1400 m. These formations constitute mostly rocks of the Nimba series that make up mountain ranges in the area. Rocks of the Nimba series are divided into two distinct ranges that surround more or less rocks in the central valley of the yekepa series. The metasedimentary formation is the upper stratigraphic zone consisting of pelitic sediments of 700 meter thick in the eastern Nimba range, extending to the western Tokadeh-Gangra-Yeulliton range as pelitic schistes. The lower metavolcanic formation, represented by the seka valley amphibole schiste, has a thickness of about 700 meter.
The Nimba itabirite, of about 250 to 450 meter thick, is located in the upper metasedimentary formations. It is intercalated between the two main pelitic formations (Mt. Gbahm et Mt. Alpha formations) of the two ranges of the Nimba series .  Localement, regional metamorphism with varying important pressure and temperature conditions has affected greatly the Nimba series putted into evidence by grain size, mineralogical variation and the presence of some tectonic structures. The Nimba itabrite is a recristallised oxide iron formation consisting of quartz, hematite et/or magnetite. Chemical analyses indicate that the Nimba itabirite could have been derived by chemical weathering of the basic metavolcanic rocks. Chemical weathering of the basaltic landmass is believed to have occurred under swampy stagnant kaolin-forming conditions in a climate (either CO2-rich or reducing) which encourage liberation of iron during weathering.

Key words : Itabirite, BIF, Magnetite, Nimba, Liberia

1 « Inerte » est un matériau qui ne rejette pas de substances de l'INRP. 2. Un « minerai » est un dépôt minéral naturel dans lequel se trouve au moins un minerai dans des concentrations différentes pour rendre faisable l'exploitation minière du minerai d'un point de vue économique. 3. Les « morts-terrains meubles » représentent les matériaux non agglomérés recouvrant le dépôt de minerai [ou de bitume], notamment le sol, les dépôts glaciaires, le sable et les sédiments (adapté du Code de pratiques d'Environnement Canada relatif à l'extraction de minerais métalliques). Le problème de la gestion des rejets miniers est un sujet d'actualité, puisque les conditions économiques ne permettent plus une gestion à long terme des parcs à résidus. En fin d'exploitation, les mines souhaitent s'affranchir de tout contrôle sur les dangers potentiels de leurs rejets tant du point de vue de la génération d'acide que des métaux lourds. La désulfuration environnementale offre cette possibilité en retirant les minéraux qui présentent une source du danger. Ces minéraux pourront être enfouis en profondeur comme remblais pour les cavités minières souterraines. Caractérisation des déchets : terrils, stériles, résidus. Les Terrils  les terrils, ou " les terri"...avec le l muet comme le veut le parler picard.  On pourrait les décrire comme un chaos de blocs de schiste, de grés, de résidus de charbon et de poussière extraits du ventre de la terre, du fond des fosses.  Mais aussi comme un crassier, ou un tas de déchets. Et encore comme une chaîne de collines qui donne du relief au plat pays. Caractérisation des déchets : terrils, stériles, résidus. Résidus pétroliers Résidus pétroliers Les sites pétroliers sont d'importants générateurs de déchets. Certains modes de gestion utilisés par le passé ont généralement entraîné la formation de lagunes remplies de déchets hydrocarburés, qui ont à leur tour contaminé le sol et parfois la nappe d'eau sous-jacente.  Les remblais cimentés sont des mélanges de :  rejets miniers (résidus pour le remblai en pâte, et stérile pour le remblai rocheux),  liants hydrauliques pour assurer une certaine cohésion mécanique,  eau pour le gâchage du ciment et pour faciliter le transport du mélange.  Ces trois constituants jouent un rôle prépondérant, dans le conditionnement des performances des remblais cimentés.

Regions of Agane and Gouérarate represent an ancient fragment of ophiolitic suture localized in the axial area of the Mauritanides Belt. These two regions are characterized by the abundance of completely serpentinized formations. In this study, we present the first use of Raman spectroscopy for identifying the species of serpentine present in the Mauritanides Belt. Serpentinites of Agane are derived from refractory peridotites composed of dunites-harzburgites; however, there are also rare serpentinites derived from ultramafic cumulates. Antigorite represents the dominant species in the serpentinite. Furthermore, chrysotile is found as post-antigorite veins. These veins are post-obduction and mark the final phase of serpentinization. The abundance of antigorite and the absence of lizardite confirm that subduction was the environment of serpentinization in these two regions, and that "the oceanic opening" responsible for the formation of ophiolitic sutures in the Mauritanides Belt was limited. The term "serpentinite" is no longer applicable to the formations of Gouérarate. As a result, these formations correspond to old serpentinites transformed to birbirites which are in phase of transformation into laterites.