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Cristallochimie du fer dans les chlorites de basse température : implications pour la géothermométrie et la détermination des paléoconditions redox dans les gisements d'uranium

Dans les contextes de gisements d'uranium, les conditions redox constituent le principal facteur contrôlant le dépôt de la minéralisation. Très fréquemment observées dans ces gisements, les chlorites constituent le seul minéral argileux susceptible d'enregistrer des paléo-fronts redox, du fait de la présence dans sa structure de fer à la fois sous sa forme Fe2+ et Fe3+. Toutefois, le message délivré par ces minéraux est souvent difficile à préciser du fait de la présence très fréquente dans ces environnements de plusieurs populations d'origines variées (diagénétiques, hydrothermales, métamorphiques, épisodes hydrothermaux superposés...). Grâce à la spectroscopie µ-XANES et à un important travail méthodologique de calibration, nous sommes maintenant capables de mesurer sur lames minces et à ± 5 % le rapport Fe3+/SFe dans les chlorites. Les mesures réalisées démontrent que le rapport Fe3+/SFe peut atteindre des valeurs voisines de 60% pour les chlorites di-trioctaédriques et 5 % à plus de 40 % pour les chlorites trioctaédriques. En contexte hydrothermal, où les chlorites se forment via un processus de dissolution/recristallisation, le rapport Fe3+/SFe diminue avec l'augmentation de la teneur en Fer globale. Les chlorites observées en contexte diagénétique qui sont issues de la transformation polymorphique de la berthiérine ont un comportement différent puisqu'il n'apparaît pas de lien entre leur teneur en Fer total et le rapport Fe3+/SFe : leur chimie est directement héritée de celle du minéral précurseur, cette transformation ne permettant pas un échange ni une réorganisation des cations au sein de la structure. Ce mode de formation explique l'inadéquation de la modélisation thermodynamique pour ces phases minérales. En vue de leur utilisation comme marqueurs de paléoconditions dans les contextes de gisements d'uranium où chlorites hydrothermales et diagénétiques peuvent être présentes, il est donc déterminant d'identifier l'origine des chlorites avant de pouvoir préciser le message délivré. Cela peut être réalisé au travers de l'analyse de leur polytype: Ib (b=90°) pour les chlorites issues d'une transformation à l'état solide et IIb pour les chlorites formées via un processus de dissolution-recristallisation.

Mots-clés libres : Oxydoréduction, Spectrométrie XANES, Spectroscopie Mössbauer.

Rameau (langage normalisé) :
• Oxydoréduction
  
• Spectrométrie XANES
  
• Spectroscopie Mössbauer