Composition des minéraux et évolution des phases fluides : le cas des filons polymétalliques d'Aïn Barbar (Algérie)

Résumé En Fr

Aïn Barbar polymetallic ore veins formation results from the activity of a geothermal field of Langhian age. A succession of mineralization stages and events has been recognized : early chlorite-epidote stage ; main sulphide stage (sphalerite, silicification, chalcopyrite 1 and 2 events) ; late stages with carbonate-pyrite and quartz-arsenopyrite, etc. Fluid inclusion studies indicate low pressure (130 to 80 bars) and a temperature range between 320 °C (chalcopyrite deposition) and 180 °C (end of the late stages). Compositional variations of minerals are observed on different space-time scales ; they reflect fluctuations of a variety of fluid phase characteristics : — on the long time scale, variations in Al content of chlorites reflect the decrease in temperature, whereas a decrease in pH is indicated by the increase of their XFe ; iron content of sphalerites and As/S ratios in arsenopyrites display evidence of major changes in fs2 (between equilibrium with pyrrhotite and equilibrium with pyrite). These changes are correlated with overall characteristics of fluid circulation in the geothermal field. — evidence for limited episodes of oxydation is provided by occurrences of hematite, magnetite, or iron-rich epidote (XPs = 0.33) ; they probably correspond to transient boiling events in the deep parts of the aquifer. — short time fluctuations are indicated by strong compositional zoning of epidotes, chlorites, adularias, and arsenopyrites ; they concern temperature (10° to 20 °C), pH, fS2 (1 or 2 log units) and fO2 (2 or 3 log units). They result from a crack-seal mechanism, with alternating phases of opening with incoming of "fresh" fluid and phases of sealing with fluid stagnation and reequilibration with wall-rocks.

Les filons d'Ain Barbar résultent du fonctionnement d'un système géothermique d'âge langhien. Ils montrent une succession de stades et d'épisodes de minéralisation rythmés par les fracturations : stade précoce à chlorite-épidote ; stade principal à sulfures (épisodes à sphalérite, de silicification, à chalcopyrite 1 et 2) ; stades tardifs à carbonates-pyrite, quartz-arsénopyrite, etc. L'étude des inclusions fluides indique une évolution à basse pression (130 à 80 bars), avec des températures comprises entre 320 °C (dépôt de la chalcopyrite) et 180 °C (fin des stades tardifs). Les variations de la composition des phases minérales enregistrent celles de nombreux paramètres caractéristiques des phases fluides à différentes échelles d'espace et de temps : — à long terme, les chlorites montrent la décroissance de la température (variations des teneurs en AlIV et en lacunes) et une diminution du pH (augmentation de XFe) ; sphalérites et arsénopyrites indiquent des changements de fS2 correspondant à une transition entre des fluides en équilibre avec la pyrrhotite et des fluides en équilibre avec la pyrite. Il s'agit là de l'évolution générale du système géothermique. — des phénomènes oxydants transitoires sont attestés par la minéralogie (paragenèses à hématite ou à magnétite) et par l'apparition d'épidotes ferrifères (Xps = 0,33) ; ils reflètent probablement l'existence de phénomènes d'ébullition dans les réservoirs profonds. — à court terme, la zonation des épidotes, des chlorites, des arsénopyrites, et des adulaires, montre l'existence de fluctuations parfois importantes de paramètres comme la température (sur 10° à 20 °C), le pH, fS2 (sur 1 à 2 unités log) ou fO2 (sur 2 à 3 unités log), et qui prennent souvent la forme d'oscillations ; ces phénomènes traduisent la micro-évolution des remplissages filoniens, marquée par des alternances d'ouverture avec influx de fluide "frais" portant l'empreinte de la zone source ; et de colmatage avec stagnation des fluides et rééquilibrage avec l'encaissant.