Resumen de Isotopic (S, Sr, Sm/Nd, D, Pb) evidences for multiple sources in the Early Jurassic Chaillac F-Ba ore deposit (Indre, France)

Stanislas Sizaret, Eric Marcoux, Adrian Boyce, Michel Jebrak, Roos Stevenson, Rob Ellam

• English

  During the earliest Jurassic, a widespread hydrothermal event occurred in western Europe producing large veins and stratiform F-Ba-Pb-Zn ore deposits. Previous work argued about genetic processes involving circulation of mineralising brines. Two main alternative genetic models are proposed. The first one proposes a convection of brines through the crust to produce ore deposits, the second an early infiltration of brine in the basement followed by expulsion during Mesozoic extension. In the northern French Massif Central, new data on the F-Ba Chaillac deposit suggest that the genesis of these mineralising brines requires a new discussion.

  Located in the northern French Massif Central, the Chaillac barite and fluorite ore deposit is an exceptional site where a stratiform deposit is rooted onto a vein. The ore deposition is split in two stages: 1) precipitation of green and purple fluorite within the vein (Fg-p stage), with associated fluid inclusions indicating 135°C for deposition from a low salinity fluid, and 2) yellow fluorite and barite stage (Fy-Ba) filling the vein and forming the stratiform deposit. Fluid inclusions depict a mineralising brine at 110°C. The 87Sr/86Sr and 143Nd/144Nd isotopic ratios measured in the fluorite are compared to those of French Massif Central rocks. The ratios in green and purple fluorite are similar to those of monzogranite and granodiorite of the basement; those measured in yellow fluorite involve the granulites and other metamorphic rocks of the basement. Measurements of the Sr isotopic ratio and {delta}34SCDT in barite and {delta}D in fluorite fluid inclusions suggest a deposition process by the mixing of a hydrothermal fluid with meteoric water.

  At the scale of the northern Massif Central district, the successive hydrothermal fluid salinities are highly contrasted as in Chaillac deposit. We propose that the two types of hydrothermal fluids have been produced by the boiling of a single fluid at depth.

• français

  Au cours du Jurassique inférieur un événement hydrothermal majeur a produit un ensemble de gisements à fluorine, barytine, plomb, zinc, en Europe de l'ouest. Ces minéralisations montrent des caractéristiques relativement homogènes, il s'agit de filons ou de gisements stratiformes proches de l'interface socle-couverture. De nombreux travaux antérieurs ont conclu à deux mécanismes majeurs possibles mettant en jeu des convections de saumures à travers la croûte, ou des infiltrations de saumures précoces, suivies d'une expulsion pendant l'extension mésozoïque. Cependant, l'étude des minéralisations à fluorine et barytine dans le nord du Massif central français, et notamment celles de Chaillac, montre la présence successive de fluides peu salés et de saumures. A partir de ces données, les modèles précédents ne faisant intervenir que des saumures de bassin, sont discutés.

  Le gisement de Chaillac est un site exceptionnel où le lien entre les expressions filoniennes et stratiformes des minéralisations à fluorine et barytine du début du Mésozoïque est mis en évidence. Le dépôt se réalise en deux étapes: 1) précipitation de fluorine verte et violette à partir d'un fluide faiblement salin à 135°C (Stade Fg-p) et 2) cristallisation de fluorine jaune et de barytine (Fy-Ba) à partir d'une saumure à 110°C. Les rapports isotopiques 87Sr/86Sr et 143Nd/144Nd mesurés dans la fluorine ont été comparés aux données existantes sur le Massif central français. La signature isotopique de la fluorine verte et violette est similaire à celle des monzogranites et granodiorites du socle, la signature de la fluorine jaune indique un lien génétique avec les granulites et les roches métamorphiques du socle. Les mesures de {delta}34SCDT dans la barytine et de {delta}D des inclusions fluides de la fluorine suggèrent un dépôt par mélange entre un fluide hydrothermal et de l'eau météorique.

  A l'échelle du district métallogénique du Nord du Massif central, les minéralisations à fluorine-barytine montrent des salinités très contrastées semblables à celle de Chaillac. Cette étude propose une nouvelle hypothèse génétique basée sur l'ébullition en profondeur d'un fluide hydrothermal (vers 1,6 km), donnant une succession de 2 fluides de compositions très différentes à partir d'un seul événement hydrothermal.