CE01 - Milieux et biodiversité : Terre fluide et solide

Carbonatation et ressources dans les listvenites de la zone de transition manteau ophiolitique/slab : Apport des forages OmanDP et des expériences en laboratoire – LISZT

Résumé de soumission

Le projet LISZT a pour but de d’identifier, caractériser et de modéliser les mécanismes thermo-hydro-chimiques (modèle pétrogénétique) conduisant à la formation les listvenites lors du métasomatisme carbonaté dans les roches mantelliques, puis de définir les critères permettant d’évaluer leur potentiel comme sources de métaux rares et critiques (potentiel métallogénique). Il regroupe 3 instituts de recherche reconnus pour leur expertise dans l’étude de l’altération hydrothermale des roches ultramafiques. LISZT propose une approche combinant l’analyse des processus de carbonatation à partir des échantillons de roches mantelliques et des listvenites forés dans le cadre du projet Oman Drilling Project, des expériences en laboratoire et de la modélisation numérique. LISZT s’intègre au défi “Connaissance des ressources minérales” de l’Axe B.1.1 du Plan d’Action ANR2018.
LISZT s’articule en 3 workpackages (WPs) :
Dans WP1 seront étudiés les liens multi-échelle entre les hétérogénéités structurales, lithologiques et pétro-géochimiques (redox, éléments majeurs et traces, halogènes, isotopes oxygène, carbone, Fe-Zn-Cu) des listvenites et des ophicarbonates ou serpentinites associées avec les propriétés hydrodynamiques du sous-sol (GM, IPGP). L’étude porte sur le site OmanDP BT1, où a été foré pour la première fois la transition entre listvenites et semelle métamorphique ophiolitique, source possible des fluides riches en CO2. Comparés aux résultats des travaux sur les forages OmanDP BA1/2 où serpentinisation et carbonatation sont toujours actifs, ces résultats permettront de discriminer les mécanismes de carbonatation active et fossile (subduction) et d’identifier les paramètres contrôlant la localisation des métaux dans les listvenites d’Oman.
WP2 regroupe les travaux expérimentaux permettant de caractériser les mécanismes contrôlant les réactions d'hydratation, d'oxydation, de carbonatation et de silicification associées aux flux de fluides riche en CO2 à travers les péridotites. GET et GM ont développé les techniques analytiques et des outils expérimentaux pour étudier les réactions de carbonatation dans les roches ultramafiques, ainsi que les changements associés de l'activité de la silice. Les expériences du GET visent à évaluer l'effet des compositions fluides riches en CO2 sur la mobilité des métaux concentrés dans les roches mantelliques pour les températures = 300°C et des compositions de fluides (pH, pCO2, X) pertinentes pour la formation des listvenites. Les expériences de percolation réactive à GM permettront d’évaluer les effets du transport et de l'hétérogénéité structurale et chimique des roches naturelles sur l’efficacité des réactions.
WP3 vise à modéliser les processus conduisant à la localisation des métaux de valeur économique et conclure sur la genèse des listvenites présentes dans le monde. Il s'appuie sur les résultats de W1-2 pour déterminer les paramètres thermodynamiques, cinétiques et physico-hydro-géochimiques contrôlant l'efficacité de la carbonatation/silicification. La première étape consiste à simuler les expériences pour valider les hypothèses conceptuelles du modèle et déterminer les paramètres effectifs macroscopiques. L’ensemble des informations servira à construire des scenarios pertinents à l’échelle du système géologique et à effectuer une analyse de sensibilité des paramètres permettant de prendre en compte les incertitudes, pour déterminer 1) si les minéralisations dans les listvenites sont contrôlées par la composition de la roche primaire (remobilisation) ou par celle de la source des fluides riches en CO2 (contamination) et 2) le contrôle des conditions PTX. Les résultats seront confrontés aux données géologiques et géochimiques disponibles sur l’ensemble de massifs de listvenites afin d’améliorer la prédictibilité du modèle et, in fine, de déterminer les critères pertinents permettant d’évaluer le potentiel minéral de ces roches en fonction de leur environnement.

Coordinateur du projet

Madame Marguerite Godard (Géosciences Montpellier)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

GET Géosciences Environnement Toulouse
IPGP Institut de physique du globe de Paris
GEOSCIENCES MONTP. Géosciences Montpellier

Aide de l'ANR 397 636 euros
Début et durée du projet scientifique : octobre 2018 - 42 Mois

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