P-T-X evolution of ore veins associated with palaeogeothermal activity at Aïn Barbar (NE Konstantine, Algeria) : reconstruction from fluid inclusion data

Résumé En Fr

Polymetallic (Fe-Zn-Cu-Pb) ore veins at Aïn Barbar are the result of the activity of a high energy liquid-dominated terrestrial palaeogeothermal field between 16 and 15 Ma ago (Langhian). Fluid inclusion studies yield data on both the conditions of ore deposition and the characteristics of fluid circulation within the field. Pressure was essentially hydrostatic in nature, corresponding to a depth of about one kilometre at the beginning and reduced to no more than 0.5 km towards the end due to erosional unroofing. Chalcopyrite deposition resulted from a break in fluid circulation, allowing the mixing of two kinds of fluid inside the veins ; according to a preferred interpretation, these are : — hot (330°-340 °C), "saline" (≥6 wt. % eq. NaCl) aqueous fluids (A) equilibrated with pyrrhotite, coming from the deeper parts of the aquifer, and drained along the ore veins ; — cooler (300° -320 °C) less saline (~ 1.5 wt. % eq. NaCl) fluids (B') equilibrated with pyrite, coming from the upper and external parts of the aquifer. These diluted B' fluids became progressively more abundant, and cooled down to about 250 °C ; they were responsible for the intense pyritization of earlier pyrrhotite in the veins. Further cooling, associated with a renewed increase of salinity (3-4 wt. % eq. NaCl) is recorded in late-stage quartz. Then, a new cycle of fluid circulation is characterized by : — a transient reheating of the system (in response to a recurrence of magmatic activity) up to 300°-310 °C, the salinity being unchanged ; — a new inflow of diluted fluids (~ 1 wt. % eq. NaCl), associated with a renewal of sulphide deposition. Finally, the system cooled down to 150°-100 °C, and eventually died away.

Les veines polymétalliques (Fe-Zn-Cu-Pb) d'Aïn Barbar sont le produit d'une activité paléogéothermique d'âge Langhien, dans un champ continental de haute énergie à liquide dominant, dont l'existence couvre environ un million d'années. L'étude des inclusions fluides permet de caractériser à la fois les conditions de formation des minéralisations et les modalités de la circulation des fluides dans le champ. La pression, de nature fondamentalement hydrostatique, correspondait à une profondeur de l'ordre du kilomètre au début de l'activité géothermique, pour se restreindre à la moitié ou moins vers la fin, en raison d'une intense érosion. Le dépôt de la chalcopyrite correspond à une rupture dans le régime de circulation des fluides, qui permet le mélange, dans les veines minéralisées, de deux types de fluides ; l'interprétation préférée des faits met en jeu : — un fluide A, chaud et "salé" (330°-340 °C et ≥ 6 % éq. poids NaCl), en équilibre avec la pyrrhotite, en provenance des zones profondes du réservoir, d'où il est drainé par les veines en cours de minéralisation ; — un fluide B', un peu plus froid et dilué (300°-320 °C et ~ 1,5 % éq. poids NaCl), en équilibre avec la pyrite, originaire des parties hautes, externes, de l'aquifère. Ces fluides dilués deviennent progressivement dominants et se refroidissent jusqu'à 250 °C ; ils provoquent une intense pyritisation de la pyrrhotite formée dans des stades de minéralisation antérieurs. Les quartz tardifs enregistrent apparemment la fin de cette évolution à température décroissante, mais avec des fluides un peu plus salés (3-4 % éq. poids NaCl). Un nouveau cycle d'activité hydrothermale s'exprime alors, avec une double caractéristique : — la remontée temporaire de la température du système ("recharge thermique" due à une récurrence du magmatisme), jusqu'à 300°-310 °C, sans changement de salinité ; — la réintervention des fluides dilués d'origine superficielle (~ 1 % éq. poids NaCl), provoquant une reprise limitée de la précipitation des sulfures. Le système enregistre ensuite une nouvelle baisse de la température (à 150°-100 °C), et finalement disparaît.