Des géologues sur la piste du fluor français

Par Gaëlle Degrez / Publié le 26 juin 2015

Le sous-sol français renferme l’une des plus importantes réserves de fluor du monde, une richesse vitale pour l’économie française car de nombreuses industries en dépendent. Comment mieux orienter les efforts de prospections ? En s’intéressant aux origines de la formation des gisements connus. C'est ce que viennent de faire des chercheurs du laboratoire Géosciences Paris-Sud (Geops – UPSud/CNRS).


Plusieurs cristaux de fluorine pris avec un microscope. © Geops (UPSud/CNRS)

Le fluor est indispensable à la fabrication de nombreux composants dans le domaine de l’énergie ou de l’automobile, deux secteurs importants pour l’économie française. Son utilisation s’invite même dans notre vie quotidienne en composant nos dentifrices, les mousses synthétiques de nos matelas, les gaz réfrigérants de nos réfrigérateurs ou nos casseroles au téflon. Il est principalement extrait de la fluorine, l’un des seuls minéraux qui en contient suffisamment pour qu’il puisse être exploité.

Si près de la moitié des réserves mondiales se trouvent en Chine, la France est plutôt bien placée, au sixième rang mondial des pays ayant des réserves connues. Actuellement, des gisements représentant près de 5,5 Millions de tonnes sont ainsi localisés en Bourgogne. Comment orienter au mieux les futures prospections ? C’est à cette question que des chercheurs du laboratoire Géosciences Paris-Sud (Geops – UPSud/CNRS), en collaboration avec le BRGM, ont souhaité apporter des éléments de réponse en s’intéressant au modèle de leur formation.

Les gisements observés de l’échelle de l’affleurement jusqu’à l’échelle microscopique par différentes méthodes les ont conduit à déterminer très précisément l’âge de formation de ces gisements afin de pouvoir les intégrer dans une histoire géodynamique globale.

Méthode géochronologique

Afin de reconstruire une origine de mise en place dans un cadre géodynamique bien contraint, l’information la plus importante à obtenir est l’âge de la minéralisation. L’étude a porté sur un des gisements bourguignons, celui de Pierre-Perthuis (1,4 Mt de fluorine). Le niveau minéralisé se localise dans les premiers niveaux sédimentaires ici dolomitiques, remplissant la base du bassin de Paris dans sa partie sud-ouest, et déposés à la fin du Trias (vers 210 Ma). Les échantillons collectés sur le terrain ont été minutieusement observés à l’aide de plusieurs microscopes : photonique, à cathodoluminescence et électronique.

Le gisement renferme environ une trentaine de pourcent de fluorine, le reste étant principalement du quartz et de la barytine. Cette phase d’observation a permis d’identifier et individualiser une même génération de cristaux de fluorine bien homogène sur six échantillons. Les fluorines contiennent une infime quantité d’élément de Terres rares (quelques dizaines de ppm ou 0,001%) dont du Samarium (147Sm ) et Néodyme (143Nd/144Nd). Même en infime quantité, les isotopes du Samarium et Néodyme ont été analysés au spectromètre de masse. Cette méthode géochronologique permet d’obtenir un âge de minéralisation et donc de mise en place du volume de fluorine qui est ici daté du Crétacé inférieur (130 Ma), soit 80 Ma d’année après le dépôt sédimentaire carbonaté.

Une piste vers l’intérieur du bassin

Cette période est marquée par des mouvements géodynamiques importants avec le début de l’ouverture de l’Atlantique centrale, le Rifting du Golfe de Gascogne et des Pyrénées. Ces mouvements se font ressentir jusque dans la moitié nord de la France, où les bordures du bassin de Paris se sont surélevées. Cette surélévation a engendré un gradient hydraulique, qui a pu mettre en mouvement des fluides circulant à la base du bassin. Cette circulation est à l’origine de la mise en place de ces importants gisements en France. Du point de vue de l’exploration, ces minéralisations reconnues sur la bordure affleurante sud-ouest du bassin, pourraient être présentes également dans le même niveau mais à l’intérieur du bassin.

Ces travaux ont été publiés dans la revue Mineralium Deposita.

Référence :
Gigoux, M., Delpech, G., Guerrot, C., Pagel, M., Augé, T., Négrel, P., Brigaud, B., 2015. Evidence for an Early Cretaceous mineralizing event above the basement/sediment unconformity in the intracratonic Paris Basin: paragenetic sequence and Sm-Nd dating of the world-class Pierre-Perthuis stratabound fluorite deposit. Mineralium Deposita. 50: 455–463 http://dx.doi.org/10.1007/s00126-015-0592-1

 

Contact : Benjamin Brigaud – Geops (UPSud/CNRS) - benjamin.brigaud @ u-psud.fr

Dernière modification le 26 juin 2015