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TitreReview of reductants potentially involved in the formation of "basin-related" uranium deposits and their relevance in the Athabasca Basin
AuteurYeo, G M; Potter, E G
SourceSaskatchewan Geological Survey open house 2010, Abstract Volume; 2010 p. 16
Année2010
Séries alt.Secteur des sciences de la Terre, Contribution externe 20100264
Réunion41st Annual Saskatchewan Open House; CA; Novembre 29 - décembre 1, 2010
Documentlivre
Lang.anglais
Mediapapier
ProvinceSaskatchewan
SNRC64E; 64L; 64M; 74F; 74G; 74H; 74I; 74J; 74K; 74N; 74O; 74P
Lat/Long OENS-110.0000 -102.0000 60.0000 57.0000
Sujetsuranium; gisements d'uranium; métallogenèse d'uranium; gisements minéraux; minéralisation; Bassin d'Athabasca ; géologie économique
ProgrammeUranium, GEM : La géocartographie de l'énergie et des minéraux
Résumé(non publié)
Les ingrédients essentiels à la formation d'un gîte d'uranium «associé à un bassin» est une source de fluides uranifères (U(VI)) oxydants et un mécanisme pour réduire l'uranium mobile (U(VI)) en uranium immobile (U(IV)) et inclure celui-ci dans des minéraux d'oxydes ou de silicates. Dans le cas du bassin d'Athabasca, la nature de ces deux ingrédients demeure sujet à débat. De ces deux problèmes, le plus important est de connaître le mécanisme réducteur, puisqu'il permet de circonscrire les cibles d'exploration (p. ex. si les pélites graphitiques du socle constituent un facteur essentiel, alors l'exploration devra se concentrer sur elles; alors que si le Fe(II) est l'agent réducteur, une plus grande variété de roches du socle deviennent favorables).
Les systèmes réducteurs potentiels dans les bassins sédimentaires se répartissent en deux grandes catégories : les réducteurs à base de carbone (p. ex. la matière organique particulaire, les hydrocarbures liquides, le graphite ou des composés dérivés du graphite) et les réducteurs inorganiques (p. ex. les surfaces de minéraux, le soufre dérivé de l'oxydation de sulfures du socle ou le Fe(II) libéré lors de la chloritisation de minéraux ferromagnésiens). L'activité microbienne peut aussi jouer un rôle dans les deux catégories. Il semble que plus d'un mécanisme de réduction de U(VI) soit important dans la formation des minerais du bassin d'Athabasca.
Les fragments de plantes constituent les réducteurs dans plusieurs gîtes d'uranium dans des grès (p. ex. les gîtes de front d'oxydation classique) du Phanérozoïque. La présence d'oncoïdes et de biolaminites dans les grès basaux du bassin d'Athabasca donne à penser que la matière organique particulaire pourrait être répandue. Cependant, l'hématitisation diagénétique précoce des grès aurait oxydé de tels matériaux avant la formation des gîtes d'uranium à environ 1590 Ma.
Les hydrocarbures liquides ou humates (intimement associés) sont proposés comme réducteurs pour certains gîtes stratiformes d'uranium dans des grès. Dans le bassin d'Athabasca, il y a de bons indices que des hydrocarbures proviennent des shales noirs de Douglas Point de 1,54 Ga ainsi que d'unités sédimentaires du Phanérozoïque, mais les textures indiquent qu'ils sont postérieurs à la minéralisation primaire, à l'exception du gisement de Dufferin Lake.
Le méthane et le dioxyde de carbone dérivés des pélites graphitiques du socle, ou le graphite lui-même, ont été proposés comme réducteurs pour le U(VI) dans le bassin d'Athabasca. Bien que le graphite soit chimiquement inerte aux températures de la diagenèse, il a été avancé que la radiolyse du graphite peut entraîner la précipitation d'uraninite et générer du CO2. La plus grande partie de la matière organique de laquelle le graphite est issu a été expulsée dans les conditions de température du faciès des amphibolites supérieur (env. 750 oC), bien que le méthane puisse subsister jusqu'à plus de 800 oC, s'il est contenu dans un piège structural et, de ce fait, non disponible pour la réduction de U(VI). Du méthane a aussi été généré par l'interaction de graphite et de tritium dans des expériences, mais il est peu probable que ce mécanisme ait produit le volume de méthane nécessaire à la précipitation d'un gîte d'uranium.
U(VI) peut être incorporé dans des oxydes de fer ou réduit à la surface de grains de minéraux ferrifères. Autrement, U(VI) peut être réduit par le Fe(II) ou le H2S libéré au cours de l'oxydation de la pyrite, laquelle est omniprésente dans les pélites graphitiques de Wollaston et d'autres roches métasédimentaires, ou par le Fe(II) libéré par la chloritisation de minéraux ferromagnésiens. L'un des problèmes non résolus dans l'oxydation des sulfures repose dans la production de sulfate puisque les minéraux sulfatés associés aux gîtes sont généralement de genèse tardive. Les minéraux de phosphate-sulfate d'aluminium constituent l'un des puits possibles pour les sulfates libérés au cours de l'oxydation des sulfures. Le Fe(III) précipiterait sous forme d'hydroxyde et, au bout du compte, entraînerait la déshydratation de l'«hématite hydrothermale», l'une des caractéristiques de l'altération associée à la plupart des gîtes du bassin d'Arhabasca. Bien qu'il en est fait mention souvent dans la littérature scientifique, les mécanismes de réduction et de précipitation de l'uranium aqueux dans les gîtes associés à des discordances demeurent l'objet de débats. Le présent article de synthèse propose que le mécanisme de réduction le plus probable pour l'uranium primaire dans le bassin d'Athabasca est lié au Fe(II) libéré par la chloritisation des minéraux ferromagnésiens comme l'ont suggéré Kyser, Alexandre et d'autres. Ainsi, la lithologie du socle la plus impliquée géochimiquement dans la formation des gîtes d'uranium associés à des discordances est la pélite et non la pélite graphitique. Les pélites graphitiques sont plus importantes physiquement en tant que contrôle sur les failles réactivées.
GEOSCAN ID287141