Dissertations / Theses: 'Diagenèse argileuse'

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Capet, Xavier. "Paléoenvironnements et diagenèse argileuse dans le domaine Caraïbe au Cénozoïque." Lille 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LIL10046.

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Abstract:

Les sédiments cénozoïques du prisme d'accrétion de la ride de la Barbade (Leg o. D. P. 110, sites 672 et 671) de la chaîne intérieure Orientale vénézuélienne sont étudiés par analyses sédimentologiques, diffractométriques, électromicroscopiques, géochimiques, et par analyse thermique différentielle. Dans le domaine immergé du prisme d'accrétion, les variations verticales des assemblages argileux traduisent essentiellement les changements paléotectoniques, paléoclimatiques et paléogéographiques. Le climat, chaud et hydrolysant de l’Eocène au Miocène inférieur, subit un refroidissement à partir du Miocène supérieur marqué par une augmentation de l'illite et de la chlorite. Les sources sédimentaires varient en fonction des modifications des réseaux hydrographiques de l'Orénoque et de l'Amazone, mais aussi de la tectonique. Des périodes d'instabilité tectonique sont reconnues de l'Eocene moyen à l'oligocène inférieur, à la limite Miocène-pliocène (chaîne Vénézuéla-trinidad) et à la limite Pliocène-Pléistocene (Andes). La comparaison des cortèges argileux du Site 672 (dépourvu d'empreinte tectonique) et du site 671 (montrant des redoublements tectoniques et des migrations de fluides) ne met en évidence aucune modification des assemblages, pour des sédiments contemporains. De plus, les smectites ne présentent pas de modifications minéralogiques ou chimiques en relation avec les zones faillées ou de migration de fluides. Dans la chaîne intérieure orientale du Vénézuéla, les variations des cortèges argileux sont essentiellement contrôlées par la lithologie et résultent d'une évolution diagénétique. Les études stratigraphiques régionales montrent que la région n'a pas été soumise à une charge sédimentaire importante. Le processus diagénétique pourrait résulter d'une surcharge tectonique associée à des migrations de fluides, ou à un gradient géothermique élevé

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Lanson, Bruno. "Mise en évidence des mécanismes de transformation des interstratifiés illite/smectite au cours de la diagenèse." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 1990. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00778555.

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Abstract:

Ce travail tente de caractériser les modifications structurales affectant les minéraux argileux lors de leur diagenèse d'enfouissement. Ces évolutions structurales ont été décrites dans la littérature comme résultant d'une transformation illite-smectite, par l'intermédiaire d'édifices interstratifiés dont la teneur en feuillets illitiques augmente avec la profondeur d'enfouissement. Historiquement, la diffraction des rayons a été l'outil privilégié pour mettre en évidence ces évolutions structurales du fait des modifications induites sur les profils de raies caractéristiques de ces interstratifiés. Afin de permettre une identification objective des interstratifiés, souvent présents en mélanges complexes de phases aux caractéristiques proches, une méthode de traitement numérique (décomposition) des diffractogrammes de rayons X a été développée afin d'en isoler les différentes contributions élémentaires. L'identification minéralogique est ensuite réalisée par comparaison des paramètres (position, largeur à mi-hauteur) déterminés pour chacune de ces contributions avec les valeurs obtenus sur des diffractogrammes calculés sur la base de modèles structuraux. Ces modèles intègrent la teneur en illite (smectite) des interstratifiés, l'état d'hydratation des smectites, la taille des domaines cohérents de diffraction, ainsi que des paramètres permettant de décrire l'ordre partiel ou la ségrégation. Cette méthodologie a enfin été appliquée sur des échantillons provenant de plusieurs puits forés dans le bassin de Paris et décrivant une section E-W, ainsi que sur des échantillons provenant des séries de référence du Gulf Coast. En s'appuyant sur l'analyse morphologique et chimique des particules argileuses de ces séries réalisée par Didier Champion, les résultats obtenus permettent de proposer des mécanismes réactionnels pour la transformation minéralogique observée. En particulier, la diminution de la teneur en smectite des interstratifiés correspond à la croissance de feuillets illitiques autour des particules pré-existantes par un processus analogue au mûrissement d'Ostwald. La chimie du pôle illite est fixe et présente une charge de ~0.9 par O10(OH)2.

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Rousset, Davy. "Etude de la fraction argileuse de séquences sédimentaires de la Meuse et du Gard : reconstitution de l'histoire diagénétique et des caractéristiques physico-chimiques des cicles. Aspects minéralogiques, géochimiques et isotopiques." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2002. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011348.

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Abstract:

Les séquences argileuses peu perméables telles que les argilites callovo-oxfordiennes du bassin de Paris ou les siltites vraconiennes du Gard, ont été choisies pour l'implantation éventuelle d'un laboratoire souterrain destiné à tester les propriétés physico-chimiques de ces formations dans l'éventualité d'un stockage profond de déchets nucléaires. La connaissance et la compréhension des modifications post-sédimentaires sont fondamentales dans la définition de ces propriétés. Le but du présent travail visait donc à évaluer et quantifier ces changements par l'étude de ces roches, en particulier des minéraux argileux. Les échantillons proviennent de deux forages (HTM102 et MAR501). Les principaux minéraux argileux dans le forage HTM102 sont l'illite et les interstratifiés illite/smectite. Les observations au MET et au MEB couplées aux analyses isotopiques K-Ar et Rb-Sr mettent en évidence la néoformation de carbonates (calcite, dolomite) et d'argiles. Celles-ci apparaissent au MET comme des particules authigènes lattées en croissance sur des particules détritiques. La durée et l'extension de ces événements diagénétiques sont difficiles à évaluer du fait d'une contamination systématique des échantillons par une contribution détritique, et ce même dans les fractions les plus fines. Cependant, l'étude d'un niveau de bentonite dans la séquence permet de caler l'époque et la durée de la diagenèse. En assimilant cette bentonite à un pôle authigène, il a été possible de reconstruire les variations des valeurs K-Ar de chaque fraction argileuse dans la séquence. Ainsi, la corrélation observée entre les variations du niveau marin relatif et la formation d'un matériel argileux riche en smectite d'une part, et des chimies de fluides différentes d'autre part, sont autant d'arguments en faveur de réactions diagénétiques en système sinon clos du moins restreint. Les travaux sur le forage MAR501 sont comparables à ceux réalisés sur le forage HTM102, avec également un mélange entre deux populations argileuses d'âge différent. Les glauconites diagénétiques ont permis de caler le Vraconien au voisinage de 93,7 ± 0,3Ma, en accord avec les données stratigraphiques
Very low-permeable argillaceous rocks like Callovo-Oxfordian claystones or Vraconian siltstones were chosen to host a research laboratory built to determine the physico-chemical properties of the host formations for a potential underground disposal of radioactive waste. Knowledge and understanding of post-sedimentary modifications are of prime importance for definition of these properties; evaluation and quantification of the post-sedimentary changes represent the aim of this study, focused specifically on the clay material of the sequences. Samples were taken from two drillings (HTM102 and MAR501). In the HTM102 core samples, illite and mixed-layers illite/smectite are the dominant clay components of most clay fractions. Systematic SEM and TEM observations and isotopic K-Ar and Rb-Sr analyses pointed to diagenetic neoformations of carbonates (calcite, dolomite) and clays. For instance, veils and laths of authigenic clay particles around old detrital ones can distinctly be observed. The epoch, duration and extent of the diagenetic activity(ies) are difficult to evaluate because of an overall detrital contribution even in the finest granulometric fractions. However, analysis of a bentonite layer in the sequence provides a diagenetic reference for the authigenic clay material. Correlation between relative sea level and authigenesis of smectite-rich mineral has been outlined. Chemistry of diagenetic fluids also seems to be reliable with sea level variations. These observations argue in favour of diagenetic activities limited in restricted rock volumes. The case study of MAR501 is close to the HTM102 one: smectite-rich illite/smectite mixed-layers represent the major component of the clay fraction and K-Ar values argue in the sense of a mixing between detrital and younger clay populations. Diagenetic glauconites in the sequence yield an age close to 93,7±0,3Ma for Vraconian level, in agreement with stratigraphical data. The case study of a clay-filled fault within the sequence favors a confined-sequence behaviour. Indeed, no migrations of elements and especially of REE took place during fluid flows, the clay minerals preserving their geochemical properties. All the results favor reliable confinment properties of the low-permeable argillaceous sequences

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Lavastre, Véronique. "Evénements sédimentaires, diagénétiques et post-diagénétiques dans la formation argileuse du Callovo-Oxfordien (Bassin de Paris, France) : enregistrement isotopique des minéraux et de l'eau porale." Paris 7, 2002. http://www.theses.fr/2002PA077103.

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Rousset, Davy. "Etude de la fraction argileuse de séquences sédimentaires de la Meuse et du Gard. Reconstitution de l'histoire diagénétique et des caractéristiques physico-chimiques des cibles.Aspects minéralogiques, géochimiques et isotopiques." Phd thesis, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011348.

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Abstract:

Les séquences argileuses peu perméables telles que les argilites callovo-oxfordiennes du bassin de
Paris ou les siltites vraconiennes du Gard, ont été choisies pour l'implantation éventuelle d'un
laboratoire souterrain destiné à tester les propriétés physico-chimiques de ces formations dans
l'éventualité d'un stockage profond de déchets nucléaires. La connaissance et la compréhension des
modifications post-sédimentaires sont fondamentales dans la définition de ces propriétés. Le but du
présent travail visait donc à évaluer et quantifier ces changements par l'étude de ces roches, en
particulier des minéraux argileux.
Les échantillons proviennent de deux forages (HTM102 et MAR501). Les principaux minéraux
argileux dans le forage HTM102 sont l'illite et les interstratifiés illite/smectite. Les observations au
MET et au MEB couplées aux analyses isotopiques K-Ar et Rb-Sr mettent en évidence la néoformation de carbonates (calcite, dolomite) et d'argiles. Celles-ci apparaissent au MET comme des particules authigènes lattées en croissance sur des particules détritiques. La durée et l'extension de ces événements diagénétiques sont difficiles à évaluer du fait d'une contamination systématique des
échantillons par une contribution détritique, et ce même dans les fractions les plus fines. Cependant,
l'étude d'un niveau de bentonite dans la séquence permet de caler l'époque et la durée de la
diagenèse. En assimilant cette bentonite à un pôle authigène, il a été possible de reconstruire les
variations des valeurs K-Ar de chaque fraction argileuse dans la séquence. Ainsi, la corrélation
observée entre les variations du niveau marin relatif et la formation d'un matériel argileux riche en
smectite d'une part, et des chimies de fluides différentes d'autre part, sont autant d'arguments en
faveur de réactions diagénétiques en système sinon clos du moins restreint.
Les travaux sur le forage MAR501 sont comparables à ceux réalisés sur le forage HTM102, avec
également un mélange entre deux populations argileuses d'âge différent. Les glauconites
diagénétiques ont permis de caler le Vraconien au voisinage de 93,7 ± 0,3 Ma, en accord avec les
données stratigraphiques. L'étude d'une fracture colmatée par une matrice essentiellement argileuse
confirme le caractère confiné de cette séquence. Aucune migration d'éléments, et en particulier de
TR, n'a été mise en évidence lors de la circulation de paléofluides, indiquant que les minéraux
argileux ont conservé leurs propriétés géochimiques.
L'ensemble de ces résultats est en faveur de propriétés de confinement fiables dans le cas des deux séquences argileuses.

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Peyaud, Jean-Baptiste. "Diagenèse et transferts en milieu argileux fracturé : l'argilité de Tournemire (Aveyron, France)." Paris 11, 2002. http://www.theses.fr/2002PA112051.

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Abstract:

Le site expérimental de Tournemire (Aveyron, France), situé sur la bordure ouest du bassin des Causses, est étudié par l'Institut de Protection et de Sûreté Nucléaire (IPSN) comme analogue d'un site de stockage de déchets nucléaires en formation argileuse. Ce travail a porté sur l'évolution des capacités de confinement de la formation au cours de son évolution géologique. Dans le bassin des Causses, une érosion importante au Crétacé entraîne une incertitude sur la dynamique sédimentaire au Crétacé inférieur. Pour résoudre ce problème, l'histoire thermique de cette région a été reconstituée. La modélisation des données traces de fission implique une dénudation rapide des sédiments débutant vers 120-110 Ma, période du bombement durancien dans le bassin du Sud-Est. La modélisation du T_max permet d'envisager le dépôt de 800 à 1600 m de sédiments au Crétacé Inférieur. Ces sédiments sont ensuite démantelés lors de l'érosion crétacée. Les résultats de l'étude des inclusions fluides et le delta 18_O des calcites en remplissage de fracture indiquent la présence de fluides diagénétiques chauds (80 à 120°C) dans les fractures pendant l'extension jurassique, et de fluides froids (30 à 40ʿC) à forte composante météorique pendant la compression éocène. A proximité d'une fracture connectée à l'aquifère sus-jacent, le ciment carbonaté de l'argilite recristallise dans une zone métrique de part et d'autre du plan de faille, mais l'uranium et le thorium restent fixés dans l'encaissant. Les éléments des terres rares sont légèrement remobilisés et migrent vers le plan de faille. En dépit d'une perte d'étanchéité de la formation lors de la compression, l'argilite conserve ses capacités de rétention des éléments radioactifs
The Tournemire experimental site (Aveyron, France) is located on the Western border of the Causses basin and is studied by the French Institute for Nuclear Safety and Protection (IPSN) as natural analogue of a nuclear waste disposal site in shale. This work focused on the variation of the shale confinement capacities during its geological evolution. Sedimentary dynamics are unclear during Early Cretaceous due to an important Cretaceous erosion event. The regional thermal history was reconstructed to solve this problem. Fission tracks modeling reveals a fast denudation of buried sediments beginning at 120-110 Ma and compatible with the development of the Durancian Isthmus in the South-East Basin. T_max modeling agrees with the deposition of 800 to 1600 m thick sediments during Early Cretaceous. These sediments were removed during the Cretaceous erosion event. Fluid inclusion data and delta 18_O in calcite fracture cements indicate they were crystallized from hot (80 to 120ʿC) diagenetic brines during the Jurassic extension and from cold (30 to 40ʿC) fluids with a strong meteoric component during the Eocene compression. Although carbonates were recrystallized in a metric zone in shale near to a fault connected to the overlying aquifer, uranium and thorium remained trapped in shale. Rare earth elements are slightly mobilized and migrate toward the main fault plane. The shale capacity to retain radionuclides remains intact during compression, in spite of an alteration of its sealing capacity

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Virolle, Maxime. "Origine et prédiction spatio-temporelle des tapissages argileux dans les réservoirs silicoclastiques - Apports de la comparaison entre des réservoirs enfouis (Permien et Crétacé) et un analogue actuel (estuaire de la Gironde) Detrital clay grain coats in estuarine clastic deposits: origin and spatial distribution within a modern sedimentary system, the Gironde Estuary (south-west France) Influence of sedimentation and detrital clay grain coats on chloritized sandstone reservoir qualities: Insights from comparisons between ancient tidal heterolithic sandstones and a modern estuarine system Identification of a chloritization process in the Wealden facies sandstones (Early Cretaceous) of the Paris Basin, France." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS190.

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Abstract:

La qualité des réservoirs est l’un des facteurs « risque » pour l’exploration d’hydrocarbures ou pour le développement futur de la géothermie dans les hydro-systèmes silicoclastiques. Les propriétés réservoirs sont définies par les valeurs de porosité et perméabilité. Dans les réservoirs silicoclastiques profondément enfouis, des coatings de chlorite authigénique autour des grains de quartz permettent de préserver ces propriétés. Les mécanismes régissant la formation et la distribution de ces tapissages sont encore mal connus. Les objectifs de ce projet de thèse sont: (1) de caractériser (minéralogie, cristallochimie, propriétés texturales et microstructurales) et de déterminer la distribution spatio-temporelle des tapissages argileux dans des environnements sédimentaires bien contraints et dans un cadre stratigraphique bien défini; (2) de mieux comprendre les facteurs contrôlant la formation des tapissages argileux dans les réservoirs silicoclastiques; (3) de décrire les processus intermédiaires de formation de chlorite authigénique via différents minéraux précurseurs au cours de l’enfouissement; (4) de prédire la distribution des bonnes propriétés réservoirs en lien avec les coatings argileux. L’analogue moderne choisit dans le cadre de cette étude est l’estuaire de la Gironde où la présence de tapissages argileux détritiques a pu être mise en évidence dans la zone intertidale des barres tidales et barres de méandres, mais aussi dans des carottes sédimentaires de plusieurs mètres de profondeur. Les mécanismes de formation de ces tapissages ont été appréhendés avec l’interaction entre processus hydrodynamiques et biologiques. Des analogies avec des réservoirs gréseux enfouis (>3500m) ont permis de déterminer que les dépôts sableux de barres tidales externes déposées à la fin d’un cycle transgressif sont les cibles privilégiées pour trouver de bonnes propriétés réservoirs dans les réservoirs estuariens. L’évolution des coatings détritiques au cours de l’enfouissement a pu être retracée par l’étude de réservoirs enfouis entre 400 et 1000m de profondeur. Les coatings détritiques se transforment en berthiérine et interstratifié chlorite-smectite vers 600-900m de profondeur et des températures comprises entre 30-40°C. Ces minéraux constituent de véritables précurseurs aux coatings de chlorites ferreuses apparaissant plus en profondeur
The reservoir quality is one of the "risk" factors for hydrocarbon exploration or for the future development of geothermal energy in siliciclastic hydrosystems. Reservoir properties are defined by porosity and permeability values. In deep buried siliciclastic reservoirs, chlorite coatings around quartz grains help to preserve these properties. The mechanisms behind these coatings are still poorly understood. The objectives of this study are: (1) to characterize (mineralogy, crystallography, textural and microstructural properties) and to determine the spatial and temporal distribution of clay and clay coatings in well constrained sedimentary environments and within a well-defined stratigraphic framework; (2) to better understand the factors controlling the formation of clay coatings in siliciclastic reservoirs; (3) to describe the intermediate processes of authigenic chlorite formation via different precursor minerals during burial; (4) to predict the distribution of good reservoir properties in relation to clay coatings. The modern analogue chosen for this study is the Gironde estuary, where the presence of detrital clay grain coats was detected in the intertidal zone of tidal and point bars, but also in pluri-meters long sedimentary cores. The formation mechanisms of these coatings have been investigated with the interaction between hydrodynamic and biological processes. Analogies with buried sandstone reservoirs (>3500m) showed that sand facies of external tidal bars deposited at the end of a transgressive cycle are the preferred targets for finding good reservoir properties in estuarine reservoirs. The evolution of detrital clay grain coats during burial was approached by studying buried reservoirs between 400 and 1000m deep. The detrital coatings are transformed into berthierine and mixed-layer chlorite-smectite at depths between 600 and 900m and temperatures between 30-40°C. These minerals are true precursors to ferrous chlorite coatings that appear at greater depth

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Bartier, Danièle. "Contrôle lithologique et diagenèse des minéraux argileux dans le Crétacé inférieur basco-cantabrique (N. Espagne)." Lille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LIL10158.

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Abstract:

Le crétacé inférieur de l'anticlinal de Bilbao est compose de 8000 m de dépôts a dominante terrigène mis en place dans un bassin en décrochement lors de l'ouverture de la baie biscaye. Cinq coupes décamétriques ont été levées depuis la bordure est du bassin jusqu'au domaine suppose le plus subsident a l'ouest. Ces coupes présentent des séquences deltaques progradantes depuis des faciès argileux de prodelta jusqu'a des faciès gréseux de front deltaques et de barres d'embouchure. Trois coupes ont été levées dans le supra-urgonien (albien supérieur-cénomanien inférieur) le long d'une même ligne temps, et deux autres coupes dans le wealdien (valanginien-barremien). Les grés du wealdien se caractérisent par une cimentation a dominante siliceuse et chloritique, qui contraste avec les grés du supra-urgonien ou domine un ciment carbonate. Cela est attribue a un degré plus avance de la diagenèse dans le wealdien. Dans les deux complexes, les grés se distinguent des shales par des fortes teneurs en fe#2o#3, mgo, alors que les shales montrent des teneurs plus élevées en k#2o, al#2o#3 et tio2. L'influence de la lithologie, plus marquée dans le wealdien, se traduit par l'apparition d'une cimentation chlorotique au sommet des séquences granocroissantes gréseuses et par l'altération de muscovites détritiques en chlorite. Ces deux types de chlorites sont riches en fer et semblent avoir une origine voisine ; toutes deux résultant de la diagenèse profonde. Les éléments nécessaires a leur formation seraient issus, au moins pour partie, de la déstabilisation des carbonates riches en fer de type ankerite.

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Meiller, Clémentine. "Étude cristallochimique de solutions solides de minéraux argileux : Impact de la déshydratation des smectites sur les surpressions dans les bassins sédimentaires." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066250.

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Abstract:

L'augmentation de la demande énergétique incite les compagnies pétrolières à prospecter dans des zones où les conditions de forage et d'exploitation sont difficiles, comme les réservoirs profondément enfouis qui peuvent présenter des surpressions. Elles sont classiquement expliquées par différents mécanismes parmi lesquels, la libération d'eau par réaction minérale. Nous nous sommes intéressés à la réaction de déshydratation des smectites. Les smectites sont des phyllosilicates et ont la particularité de pouvoir insérer des molécules d'eau dans leur structure, entraînant de fortes variations de volumes. Elles présentent également une grande variabilité chimique. Dans une partie expérimentale, nous avons calculé les paramètres cristallochimiques de smectites dioctaédriques alumino-magnésiennes sodiques ou calciques dans une large gamme de compositions chimiques par analyse Rietveld à partir de diffractogrammes de rayons X pour différents états d'hydratation. La structure chimique a été déterminée par microscopie électronique à balayage munie d'un spectromètre à dispersion d'énergie. Les paramètres de Margules de chaque solution solide ont été déterminés pour un modèle non idéal asymétrique. Il apparaît que l'hydratation est le phénomène principal faisant varier le volume molaire des smectites mais que la composition chimique a un impact également. Dans une partie de modélisation, nous avons combiné les résultats de thermodynamique avec des données de modélisation de bassin afin d'estimer la contribution sur les surpressions dans les bassins sédimentaires, en prenant un exemple dans le delta du Niger, ayant un fort taux de sédimentation et d'épaisses couches argileuses
Since the energetic demand is increasing, the oil companies have to prospect in more hostile drilling conditions, such as in deep buried reservoirs that can present overpressures. Among the mechanisms put in evidence to explain the generation of overpressure there is water released from mineral reaction. This PhD thesis focuses on the contribution of the reaction of smectite dehydration. Smectites are clay minerals belonging to the phyllosilicates swelling family. Their particularity is to incorporate water in their structure, leading to huge volume variations. They present a wide chemical variability: cationic substitutions impart a net negative charge to the 2:1 layer, compensated by interlayer cations, such as Na+ or Ca2+. In a first part, we calculated cell parameters of dioctahedral smectites in the systems SiO2-Al2O3-MgO-Na2O-H2O and SiO2-Al2O3-MgO-CaO-H2O, in a wide range of chemical compositions by Rietveld analysis from X-ray diffraction patterns, for different hydration states. Chemical formulae have been determined by scanning electronic microscopy with an energy dispersive probe. Margules parameters of each solid solution have been determined for a non ideal asymetric model. It appears that hydration is the main factor influencing molar volume variations but chemical composition has an effect too. In a second part, we combined results from the thermodynamic study with data extracted from basin modelling, in order to estimate the contribution of smectite dehydration on overpressure generation in sedimentary basins. The case studied is from Niger Delta, where can be found high sedimentary rates, thick shale layers and overpressures due to undercompaction

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Lassin, Arnault. "Thermodynamique de l'hydratation et modélisation de la stabilité des argiles : application à la pédogenèse climatique et à la diagenèse hydrothermale /." Orléans : Éd. BRGM, 2000. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37651878s.

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Michel, Pauline. "Etude expérimentale des interactions organo-minérales de roches argilo-carbonatées : Application au Callovo-Oxfordien de la Meuse." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2006. http://www.theses.fr/2006STR1GE03.

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Ploquin, Florian. "Argiles, traceurs de paléoconditions diagénétiques et hydrothermales." Poitiers, 2011. http://www.theses.fr/2011POIT2287.

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Abstract:

Dans le cadre du programme TAPPS2000 – GNR FORPRO, mené sur le site de Bures (Meuse, France), l'ANDRA a réalisé un forage profond (EST 433) de reconnaissance du Trias local ; les terrains triasiques constituant le soubassement rocheux du niveau d'argilites amené à servir d'encaissant géologique pour le stockage des déchets radioactifs. Le forage a recoupé le Trias sur une épaisseur totale de 700 m en rencontrant successivement de bas en haut : (1) le Buntsandstein restreint à un grès à passées conglomératiques (120 m) ; (2) le Muschelkalk (150m) essentiellement composé d'argiles gréseuses coiffées par des dépôts dolomitiques ; (3) le Keuper constitué de dépôts (450 m) argileux gréso-silteux à intercalations de niveaux salifères ; (4) un ensemble Rhétien-Hettangien caractérisé par des faciès argilo-marneux (80 m). Cette succession lithostratigraphiqie permet de retracer l'évolution des paléoenvironnements sédimentaires depuis des milieux fluviatiles (Buntsandstein) puis lagunaires (Muschelkalk supérieur), à des systèmes de grandes plaines d'inondations temporairement envahies par la mer (Keuper) et, enfin, à un contexte de mer épicontinentale (Rhétien-Hettangien) annonçant la transgression généralisée qui gagnera le centre du Bassin de Paris. La proximité des aires continentales est enregistrée dans la fraction détritique des sédiments tout au long du Trias. La géochimie de ces matériaux signe nettement leur caractère de croûte continentale et leurs valeurs isotopiques Nd-Sm associées en donnent une origine liée aux méta-sédiments et aux granites hercyniens « contaminés » par des roches juvéniles. La minéralogie des phases argileuses authigènes (fraction < 0,2 µm) montre que seul le conglomérat de base du Buntsandstein contient de la dickite et de l'illite, étroitement associées à des interstratifiés illite/smectite réguliers de type R1, riches en illite (90%). Ces interstratifiés dominent dans ce faciès drainant de base et restent présents dans le reste du Trias. Ainsi, ils sont associés à la corrensite dans les niveaux magnésiens sus-jacents du Muschelkalk et du Keuper. Leur disparition ne survient qu’à la transition Rhétien-Hettangien, dans les faciès fins et riches en matière organique, où ils sont brusquement remplacés par des interstratifiés illite/smectite irréguliers de type R0. Ces cortèges d'argiles néoformées et les données isotopiques indiquent que cette partie Est du bassin de Paris est sous influence conjuguée d'une histoire thermique contrôlée par un faible gradient géothermique et des circulations de fluides. Le faible gradient géothermique (30°C. Km-1) est enregistré par une diagenèse modérée dans les lithofaciès du Muschelkalk et Keuper. Les circulations de fluides sont identifiées dans toute la série étudiée mais sont le plus remarquables dans les lithofaciès silicoclastiques drainant du Buntsanstein. Datées, elles marquent des événements au Lias
Within the framework of the multi-organization TAPSS 2000 program - GNR-FORPRO, led on the Bure site (Meuse-France), the ANDRA Company realized a deep drilling (named EST 433) to investigate the local Trias because the grounds Triassic levels constituting the bed rock of Clayey level for the storage of the nuclear waste. The drilling cut the Trias rocks on a total thickness of 700m, successively from the bottom up: (1) the Buntsandstein (120 m) is characterized by sandy-conglomerat facies ; (2) the Muschelkalk (150m) is essentially consisted of clayey-sandy-siltstone series headed by a dolomitic deposit system ; (3) the Keuper part (450m) is an alternation of sandy-claystone or silty-claystone deposits with insertions of saliferous levels ; (4) finally the rethienne part of the drilling associated with Hettangien (80 m), are characterized by clayey-shale facies. This lithostratigraphy can redraw the evolution of the sedimentary paléoenvironments since fluviatiles circles (Buntsandstein) then lagoon (upper Muschelkalk), to large floods plains systems occasionaly invaded by sea (Keuper) and, finally, in an epicontinental sea context (Rhétien-Hettangien) announcing the generalized transgressive phase of which the progressive evolution coming from the border towards the center of the basin. The nearness of the continental areas is recorded in the detrital fraction of the Triassic sediments. The geochemistry of these materials signs their continental crust character and their associated isotopic Nd-Sm values gives a Hercynian meta-sediments and granites origin with from time to time a contribution of young forming rock. The mineralogy of the clayey fraction (< 0,2µm) shows that only the conglomerate on the base of the drilling consists of an assembly of dickite and illites strictly associated with regular illite / smectite mixed-layer of R=1 type illite-rich. These last ones are the main part of the clayey mineralogy of the draining facies of Buntsandstein and are in association with other clay in the rest of the Triassic series. Corrensites, regular chlorite/smectite mixed-layer of R=1 type (50/50) are developed in the Muschelkalk and Keuper magnesium rich levels. They disappear in the Rhetien-Hettangien transition, in fine facies rich in organic matter, where irregular illite/smectite mixed-layer of R=0 type were protected. These authigenics clays and the isotopic data indicate that this East part of the Paris basin is under the combined influence of a thermal history controlled by a low geothermal gradient and fluids circulations. The low geothermal gradient (30°C. Km-1) is recorded by a moderate diagenesis in the Muschelkalk and Keuper lithofacies. The fluids circulations are identified in all the studied series but are the most remarkable in silicoclastic draining lithofacies of Buntsanstein. Dated, they mark some events during Liassic period

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Girard, Jean-Pierre. "Diagenèse hydrothermale tardive des sédiments greso-argileux du protérozoïque supérieur du bassin de Taoudeni (Afrique de l'Ouest)." Poitiers, 1985. http://www.theses.fr/1985POIT2054.

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Abstract:

Le but de cette etude a ete d'effectuer la synthese des faits petrographiques et mineralogiques afin de caracteriser le mieux possible l'histoire du sediment depuis son depot jusqu'a l'actuel, a travers les relations d'ordre chronologique et genetique qui existent entre les differentes parageneses minerales et d'y retrouver les eventuelles signatures geothermiques responsables des dissolutions et precipitations des mineraux

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Levert, Josiane. "Répartition géographique des minéraux argileux dans les sédiments mésozoïques du bassin subalpin : mise en évidence d'une diagenèse complexe." Lyon 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LYO10014.

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Abstract:

Quatre faisceaux de bancs parfaitement correles sur toute la superficie du bassin vocontien permettent de cartographier avec precision la repartition des argiles dans les sediments fins pelagiques, de l'oxfordien a l'aptien superieur. Une diagenese plus complexe que prevu est ainsi mise en evidence, en comparant les cartes etablies pour chaque mineral argileux avec les cartes d'isopaches et les cartes de maturation de la matiere organique. Sur la bordure ouest, on constate une augmentation de la teneur en illite avec la profondeur. Elle evoque une diagenese d'enfouissement classique. Ce gradient vertical n'est, semble-t-il, pas observable en fosse vocontienne car masque par d'autres transformations diagenetiques qui ont favorise soit la chlorite, soit la kaolinite. Les teneurs elevees en chlorite ferrifere rencontrees a l'est de la durance, pourraient etre l'expression d'une diagenese thermique regionale liee a l'orogenie alpine. En fosse vocontienne occidentale, des anomalies stratiformes en chlorite et/ou en kaolinite se developpent en bordure des failles majeures ou a l'aplomb des domes de brette et d'aurel (influence de diapirs triasiques?). Elles pourraient correspondre a des transformations comparables a des mineralisations hydrothermales. L'etude geochimique de la phase carbonatee et de la phase insoluble precise les rapports existants entre la composition mineralogique des sediments et le contenu geochimique. Les processus diagenetiques apparaissent etroitement controles par la lithologie, notamment par les contenus geochiques differents des calcaires et des marnes

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Laverret, Emmanuel. "Evolutions temporelles et spatiales des altérations argileuses des gisements d'uranium sous discordance, secteur de Shea Creek (bassin de l'Athabasca, Canada)." Poitiers, 2002. http://www.theses.fr/2002POIT2310.

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Abstract:

L'étude des paragénèses argileuses a été entreprise dans le secteur minéralisé de Shea Creek, sur plus de cent soixante échantillons provenant de contextes stériles et minéralisés. Les méthodes d'études pétrographiques, morphologiques (MEB), cristallochimiques (DRX, IRTF et microanalyses chimiques) et isotopiques (datations K-Ar) ont permis de circonscrire spatialement les phénomènes d'altération associés à l'épisode minéralisateur principal et de préciser leur mise en place. Entre environ 1600 et 1400 Ma, les formations gréseuses sont principalement affectées par une paragénèse à kaolinite-dickite diagénétique d'ampleur régionale. La première période d'illitisation (± dravite) est circonscrite vers 1400-1350 Ma, et date l'ouverture du système diagénétique à l'incursion de fluides de socle, résultant probablement d'une réactivation des structures tectoniques. La période 1350-1150 Ma correspond à de nouvelles phases d'illitisation, certainement associées à une longue période d'activité du système de failles. Dans l'environnement étudié, les illites, via leurs propriétés microstructurales et texturales, apparaissent comme des marqueurs des conditions régnant lors de leur formation: (1) les illites de polytype 1Mc (morphologies en lattes) remplacent les minéraux du groupe kaolin, et marquent des environnements dans lesquelles les fluides, suite aux diverses interactions avec les roches, présentent des degrés de sursaturations plus faibles que pour (2) les illites de polytype 1Mt (morphologies en "cheveux"), associées à la sudoite. Ces illites ont précipitées à partir de solutions qui présentent une forte contribution des produits d'altération du socle D'un point de vue de l'exploration, le modèle d'argilisation proposé souligne la relation forte entre les dépôts économiques d'uranium et les paragenèses argileuses à illite de polytype 1Mt dominant + sudoite + dravite
A detailed study of clays minerals assemblages has been performed in the Shea Creek prospect (Saskatoon, Saskatchewan, Canada), with more than 160 samples representing the diagenetic background and the vicinity of U mineralizations. Petrographic studies, textural analysis (SEM), crystal-chemical characterisation (XRD, FTIR and microprobe analysis) and K-Ar dating allow to define spatially the alteration assemblages are associated with the main mineralization event. Their genesis has been reconstructed. Between approximately 1600 et 1400 Ma, sandstone formations were affected by a kaolinite-dickite diagenesis as observed regionally in the basin. The first illitization stage (± dravite) is situated between 1400-1350 Ma, and dates the opening of the diagenetic system to basement fluids, resulting probably of the reactivation of tectonic structures. The period 1350-1150 Ma corresponds to new illitization phases, which are certainly associated with a long activity of the faults system. The microstructural and textural properties of illites are good indicators of the paleoconditions during their formation: (1) 1Mc-illite (lath morphologies) have grown at the expense of kaolin minerals and the fluids had lower sursaturations than (2) 1Mt-illite (hairy morphologies), associated with sudoite. This illite have grown from fluids which reflects a strong contribution of alteration products of basement rocks. From an exploration point of view, the model show a strong relation between U-mineralization and an 1Mt-illite + sudoite + dravite assemblage

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Daoudi, Lahcen. "Sédimentation et diagenèse des argiles du Jurassique-supérieur à l'Eocène dans le bassin du Haut-Atlas occidental (Maroc)." Lille 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LIL10013.

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Abstract:

Les assemblages argileux des sédiments Jurassique superieur à Eocène du Haut Atlas occidental (Maroc) sont étudiés par diffraction des rayons x, analyses chimiques, analyse thermiques différentielles et microscopie électronique. Leur constitution est conditionnée par des effets diagénétiques et dédritiques. Les modifications diagénétiques subies par les cortèges argileux sont importantes et variées: 1) dans les faciès évaporitiques du Golfe atlasique, la diagénése affecte particulièrement les minéraux smectitiques dont l'évolution vers la corrensite est de plus en plus poussée en profondeur; 2) l'influence de la diagénése d'enfouissement affecte essentiellement les minéraux smectitiques, mais s'exprime de manières variables. Dans la coupe d'Agadir, les smectites des sédiments marins évoluent en profondeur en chlorite et illite dont la cristallinite s'améliore. Les smectites des sédiments déposés en milieu confine évaporitique (coupe d'Afensou) se transforment en profondeur plutôt en corrensite; 3) les néoformations d'argiles (kaolinite et smectite) en milieu poreux sont également fréquentés dans les séries gréseuses et dolomitiques du golfe atlasique. Les influences détritiques sur la composition des assemblages argileux du haut atlas occidental dépendent de trois facteurs: 1) les apports de minéraux primaires résultent a la fois de l'instabilité des marges liée à l'ouverture de l'Atlantique, de l'évolution du Golfe atlasique et de la surrection de la chaîne du haut atlas. Le crétacé supérieur et l'Eocène correspondent à des périodes plus stables permettant le développement de couvertures pédologiques à smectite et l'individualisation de milieux confinés favorables à la génèse d'argiles fibreuses; 2) du point de vue climatique, les données de la minéralogie des argiles suggèrent l'existence d'un climat chaud à alternance de périodes sèches et humides; 3) enfin, les variations du niveau de la mer à différentes échelles semblent conditionner en partie la constitution des cortèges argileux détritiques

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Anjos, Camila Wense Dias dos. "Facteurs conditionnant la genèse des minéraux argileux des blackshales et des pélites associées à la formation Irati, Nord du Bassin du Paraná." Poitiers, 2008. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/theses/2008/Wense-Dias-Dos-Anjos-Camila/2008-Wense-Dias-Dos-Anjos-Camila.pdf.

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Abstract:

A Formação Irati (Permiano) apresenta uma ampla distribuição na Bacia do Paraná, estendendo-se desde os estados de Goiás e Mato Grosso, ao norte, até o Rio Grande do Sul. Esta unidade encontra-se frequentemente intrudida por sills de diabásio, cujo calor altera a mineralogia inicial das rochas sedimentares. A geometria heterogênea da bacia na época de deposição propiciou o desenvolvimento de diferentes fácies sedimentares nessa unidade, favorecendo a deposição de rochas terrígenas ao sul da bacia e carbonáticas e evaporíticas ao norte. No norte da bacia, área de estudo desta tese, seis fácies sedimentares foram reconhecidas na Formação Irati: Fácies Carbonática Dolomítica, Fácies Pelítica Inferior, Fácies Carbonática Oolítica, Fácies Pelítica Superior, Fácies Estromatolítica e Fácies Carbonática Rosada. As quatro primeiras fácies ocorrem em toda borda norte da bacia, e as duas últimas aparecem somente na região de Alto Garças. A composição mineralógica dos pelitos dessa região, assim como as feições sedimentares, distinguem-se de seus equivalentes nas demais regiões da bacia. Os folhelhos negros e os níveis de argilito verde intercalados são anomalamente formados por Mg- e Fe-esmectitas, saponita e nontronita respectivamente, e destacam-se ainda pela baixa concentração de Al e álcalis. A saponita ocorre tanto nos folhelhos sem influência térmica de sills quanto nos folhelhos próximos a esses corpos ígneos, onde está associada aos minerais metamórficos: talco, serpentina, piroxênio e plagioclásio. Os cristais metamórficos são diferenciados dos componentes sedimentares a partir de suas feições texturais e quantidades relativas. Os folhelhos negros sem influência térmica de sills são formados predominantemente por saponita e quartzo, com contribuições de talco, nontronita e serpentina, e os argilitos verdes são formados por nontronita, lizardita e quartzo, com contribuições de saponita e talco. A formação dos argilominerais citados acima está relacionada com a alteração de minerais detríticos máficos (piroxênio, anfibólio, olivina), que podem ser provenientes ou de uma área proximal, nas vizinhanças da bacia, ou de fontes vulcânicas distais, cujos detritos foram depositados a partir da queda de cinzas na bacia. A atual configuração da área fonte ao norte da bacia não é coerente com a composição dos argilominerais (saponita, talco, lizardita, nontronite), e nem com os demais minerais detríticos (Cr-espinélio, anfibólio, piroxênio, cromita entre outros), que indicam uma fonte predomiantemente máfica/ultramáfica. Um nível de argilito verde intercalado nos folhelhos negros, formado principalmente por nontronita e quartzo, apresenta quantidades anômalas de zircão, monazita, apatita e cromita, além de altos teores de ETR e acentuada anomalia em Ce. Essas características indicam a contribuição de cinzas vulcânicas na formação desse argilito, que segundo sua composição geoquímica, possui afinidade com rochas vulcânicas andesíticas. Atividades vulcânicas permianas com uma composição intermediária a básica são reconhecidas no Grupo Mitu, na porção central dos Andes
La Formation Irati (Permien) présente une vaste distribution dans le Bassin du Paraná, depuis les états de Goiás et de Mato Grosso, au nord, jusqu'à le Rio Grande do Sul, au sud du Brésil. Cette unité fréquemment se trouve traversée par sills de diabase, dont la chaleur change la minéralogie initiale des roches sédimentaires. La géométrie hétérogène du bassin à l'époque de dépôt a rendu propice le développement de différentes faciès sédimentaires dans cette unité, favorisant le dépôt de roches terrigènes au sud du bassin et carbonatées et évaporitiques au nord. Au nord du bassin, où se trouve le secteur d'étude de cette thèse, six faciès sédimentaires ont été reconnues pour la Formation Irati: Faciès Carbonaté Dolomitique, Faciès Pélitique Inférieur, Faciès Carbonaté Oolitique, Faciès Pélitique Supérieur, Faciès Stromatolitique et Faciès Carbonaté Rosé. Les quatre premiers faciès sont reconnus dans tout le bord nord du bassin, et les deux derniers arrivent seulement dans la région de Alto Garças - MT. La composition minéralogique des pélites de cette région, ainsi que les caractéristiques sédimentaires, se distinguent de leurs équivalents dans les autres régions du bassin. Les black shales et les niveaux d'argillite verte intercalés sont composés anormalement de smectites-Mg et -Fe, saponite et nontronite respectivement. Elles se distinguent en outre par la basse concentration d'Al et des álcalis. Pour la caractérisation de la paragenèse sédimentaire de ces pelites, il faut premièrement identifier l'influence de la chaleur des sills sous ces roches. La saponite est encore présente dans le contact avec les corps ignés. Proche des sills, la formation de saponite s’accompagne de talc, serpentine, pyroxène et plagioclase. Les cristaux métamorphiques ont été différenciés des composantes sédimentaires à partir des caractéristiques texturales et quantités relatives. Les black shales sans influence thermique de sills sont formés majoritairement par de la saponite et du quartz, avec des petites quantités de talc, nontronite et serpentine. Les argillites vertes sont formées par de la nontronite, lizardite et quartz, avec des contributions de saponite et de talc. La formation des minéraux argileux mentionnés ci-dessus est rapportée à l’altération des minéraux détritiques mafiques (pyroxène, amphibole, olivine), qui peuvent provenir ou d'un secteur proximal, dans les voisinages du bassin, ou de sources volcaniques distantes dont les débris ont été déposés à partir de la chute de cendres dans le bassin. L'actuelle configuration du secteur source au nord du bassin n'est pas cohérente avec la composition des minéraux argileux des pelites (saponite, talc, lizardite, nontronite), ni avec les autres minéraux détritiques associés (spinelle, amphibole, pyroxène, chromite entre autres). Ces derniers indiquent une source composée principalement par des roches mafiques/ultramafiques. Un niveau d'argilitte verte intercalée dans les black shales est formé principalement par de la nontronite et du quartz. Elle présente des quantités anormales de zircon, monazite, apatite et chromite, et de hautes teneurs en ETR. L’anomalie en Cérium et accentuée. Ces caractéristiques indiquent la contribution de cendres volcaniques dans la formation de cette argilitte, qui selon sa composition géochimique possède une affinité avec des roches andésitiques. Des activités volcaniques permiennes avec une composition intermédiaire à basique sont reconnues dans le Groupe Mitu, dans la portion centrale de Andes
The Permian Irati Formation has an extensive distribution in the Paraná basin, and is frequently intruded by diabase sills. The heterogeneous geometry of the basin in the depositional time propitiated the development of different sedimentary facies in this unit and favored the deposition of terrigenous rocks in the south portion of the basin and carbonate and evaporitic rocks in the north portion. In the north area, six sedimentary facies were distinguished in the Irati Formation: Dolomitic Carbonate Facies, Lower Pelitic Facies, Oolitic Carbonate Facies, Upper Pelitic Facies, Stromatolitic Facies and Pink Carbonate Facies. The first four facies are recognized in all the north area of the basin, but the last two ones occur only next to Alto Garças city. The pelites of these facies have a distinct mineral composition when compared with other areas of the basin. The black shales and green claystones interbedded have low amounts of Al and alkalis and they are anomalously formed of saponite and nontronite respectively. Saponite occurs in rocks without sill thermal influence and also in the contact with intrusive rocks. Thus, it is necessary to identify the non-metamorphic assemblages from the metamorphic ones in order to research the geochemical signature of the sediment sources. Next to the sills, the crystals of saponite, talc, lizardite, pyroxene and plagioclase were formed. These metamorphic minerals can be distinguished from the sedimentary ones by their relative quantities and texture. The black shales without sill thermal influence are formed predominantly by saponite and quartz, with less amounts of talc, lizardite and nontronite. The interbedded green claystones are composed of nontronite, lizardite and quartz, and in lesser amounts of talc and saponite. The formation of the Mg- and Fe-rich clay minerals is related to the alteration of mafic minerals (pyroxene, amphibole, olivine), whose origin could be either a proximal source area or a distal contemporaneous active volcanos (ashes). The clay minerals components of the pelites (saponite, talc, lizardite and nontronite) as well as the detrital minerals associated (Cr-spinel, amphibole, pyroxene, chromite among others) indicate a source area with a predominant mafic/ultramafic composition. One level of green claystone formed by nontronite and quartz has anomalous amounts of euhedral zircon, monazite, apatite and chromite, as well as high amounts of REE. These features indicate an important volcanic ash contribution to this level. According to their geochemical composition, these volcanic ashes have an andesitic composition. Permian volcanic activities with intermediate to basic composition are recorded in the Mitu Group, Central Andes

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Anjos, Camila Wense Dias dos Meunier Alain Guimarães Edi Mendes. "Facteurs conditionnant la genèse des minéraux argileux des blackshales et des pélites associées à la formation Irati, Nord du Bassin du Paraná tores condicionantes na gênese dos argilominerais dos folhelhos negros e pelitos associados da formação Irati no norte da Bacia do Paraná /." Poitiers : I-Medias, 2008. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/index.php?id=230.

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Abstract:

Reproduction : Thèse de doctorat : Sciences de la Terre : Université de Poitiers : 2008. Reproduction : Thèse de doctorat : Sciences de la Terre : Universidade de Brasília : 2008.
Thèse soutenue en co-tutelle. Texte en portugais et en anglais. Titre provenant de l'écran titre. Bibliogr.185 ref.

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Badaut, Denise. "Les argiles et les composés silico-ferriques des sédiments métallifères de la fosse Atlantis II (Mer Rouge) : formation et diagenèse des dépôts." Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112288.

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Abstract:

Les sédiments métallifères de la fosse Atlantis II en Mer Rouge, forment un gisement sous-marin important. Depuis leur découverte en 1966, des études minéralogiques et géochimiques tentent de caractériser les mécanismes qui ont conduit à l'accumulation de ces dépôts minéralisés. Les phases sillico-ferriques, souvent mal cristallisées, y sont abondantes. Bien que ce soit de bons marqueurs des conditions physico-chimiqes qui prévalent dans le milieu naturel où elles se forment, elles ont été jusqu'ici peu étudiées. L'emploi de techniques nouvelles, DRX par transmission, microscopie et microdiffraction électronique, spectrométrie Mössbauer, chimie isotopique de l'oxygène, a permis de caractériser ces minéraux. Une esquisse nouvelle de la formation des dépôts métallifères et du fonctionnement actuel de la fosse en découle. Les nouvelles phases minéral es mises en évidence sont:une smectite entièrement ferreuse de formule approchée:Si4-x Alx Fe2+3 OH2 010 Nax, décrite pour la première fois dans le milieu naturel, formée à partir d'un fluide chaud (130°C) et réducteur de la ferripyropnyllite, argile 2:1 dioctaèdrique, dont le feuillet élémentaire neutre, a pour formule Si4 Fe3+2 OH2 010, formée à partir de fluides relativement froids (55 à 65°) l'hisingérite, composé silico-ferrique de faible organisation cristalline, précurseur de minéraux argileux mieux organisés enfin la ferrihydrite et la feroxyhyte, oxyhydroxydes de fer cryptocristallins, précipitant au débouché de circulations diffuses ascendantes, à l'interface saumures-sédiments. Une zonation a été établie à partir des différents termes argileux rencontrés dans les dépôts métallifères. Elle suggère trois grandes étapes dans la mise en place du gisement à l'échelle de la fosse
Metalliferous sediments from the Atlantis II Deep constitute an important submarine ore deposit. Since their discovery in 1966 mineralogical and geochemical studies have focussed on the processes creating these finely laminated metalliferous sediments. Clays and silico-ferric compounds, often poorly cristallized, are abundant and although being good indicators of physico-chemical, conditions prevalent during deposition have not been well studied. New technical development (X-ray transmission diffraction, electron optical investigation, Mossbauer spectrometry, oxygen isotopes) now allow better identification of the mineralogical members of this group, leading to new theories on their depositional history. New mineral phases identified include: an entirely ferrous smectite with a formula approaching Si4-x Alx Fe2+3 OH2 010 Nax, found for the first time in a natural environment and precipitated from a hot (130°C) fluid under reducing conditions. A ferripyrophyIlite, 2:1, dioctahedral clay, with electrostatically neutral layers of formula Si4 Fe3+2 OH2 010, formed from relatively cool fluids (55 to 65°C) a silico ferric compound hisingerite, with weak organization, being clay mineral precursor a ferrihygrite and feroxyhyte, being cryptocrystalline iron oxyhydroxides and precipitated at the brine sediment interface. A zonation has been established from various clay facies encountered in the metalliferous deposits. Three stages are proposed in their formation

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Ngombi-Pemba, Lauriss-Paule. "Géochimie et minéralogie des formations argileuses (2.2 - 2.0 Ga) du bassin de Franceville au Gabon : fluctuations de l'oxygène atmosphérique, chimie des océans et diagenèse au Paléoprotérozoïque." Thesis, Poitiers, 2014. http://www.theses.fr/2014POIT2259.

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Abstract:

Le bassin Francevillien d'âge Paléoprotérozoïque (2.2–2.0 Ga) du Gabon, est bien connu grâce à ses réacteur nucléaires, et pour avoir fourni l'évidence des plus ancienns macrofossiles complexes et organisés. Les sédiments Francevilliens renferment également des minéraux interstratifiés riches en smectite, supposés absents dans des sédiments aussi anciens. Cependant, peu de données existent sur l’état d’oxygénation de l’atmosphère et de l’hydrosphère lors du dépôt de ces roches. Afin d’évaluer les conditions redox de la colonne d’eau lors du dépôt, une étude biogéochimique des éléments sensibles au redox (C, S, Fe, métaux traces, et terres rares) a été effectuée, à l’échelle de la série. Une étude minéralogique des argiles a également été abordée afin de vérifier l’éventuelle relation entre la signature minéralogique des argiles observée, et les conditions redox de dépôt. Les données géochimiques obteunues montrent que lors du dépôt de formations FB et FC, les eaux étaient globalement oxygénées, excepté lors de la sédimentation ferrifère et manganésifère. Celle-ci s’est effectuée sous une colonne d’eau profonde anoxique, lors d’une période de haut niveau marin. En revanche, les black shales de la partie supérieure de la série (FD) se sont déposés dans des conditions euxinques. Ces conditions euxiniques sont reflétées par l’enrichissement en métaux traces, le shift à des valeurs très négatives de δ13Corg et les valeurs de δ98Mo. La série Francevillienne fournit une fenêtre de temps exceptionnelle qui enregistre l’état redox des océans et les fluctuations de l’oxygène atmosphérique durant et immédiatement après le Lomagundi Event, par conséquent, après le GOE. Les analyses
The Paleoproterozoic Francevillian series (2.2–2.0 Ga) of Gabon is well known for its natural nuclear reactor and for having provided evidence of the earliest large colonial macrofossils. These ancient rocks also contain unexpected smectite-rich mixed layers minerals. However, few data are available yet on the oxygenation state of the atmosphere and ocans during the deposition of the Francevillian sediments. In order to investigate the nature of marine water-column chemistry, samples representing the entire section (FB, FC, and FD formations) were subjected to multielement (C, S, Fe, trace metals, and REE) biogeochemical study. In addition, to assess the impact of atmospheric and oceanic paleoredox conditions on clay minerals, a clay minralogical study was performed. Geochemical data show deep water oxic conditions during deposition of FB and FC formations in agreement with the Lomagundi Event (LE). Nevertheless the interlayered Mn and Fe deposits occured in ferruginous anoxic conditions reflecting sea-level changes. The FD black shales reflect euxinic conditions. These conditions, are indicated by trace metals enrichment, negative shift of δ13Corg values and δ98Mo. The Francevillian series show direct geochemical evidence for the state of atmospheric and ocean oxygenation both during and after the LE. These data confirm a significant decrease in the oxygenation of ocean water in the aftermath of the LE and the Great Oxidation Event (GOE). The mineralogical results reveal that the clay mineralogical signature observed in the basin, is not the consequence of the atmospheric oxygen fluctuations. The survival of smectitic minerals is strictly dependent on diagenetic transfo

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Lassin, Arnault. "Thermodynamique de l'hydratation et modelisation de la stabilite des argiles. Application a la pedogenese climatique et a la diagenese hydrothermale." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1998. http://www.theses.fr/1998STR13228.

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Abstract:

Un modele thermodynamique est construit pour suivre l'evolution de la stabilite des argiles en fonction de la temperature et de la pression. L'originalite du travail est de prendre en compte l'hydratation des argiles. La methode a ete elaboree a partir de corps simples, les chlorures de magnesium et de strontium hydrates, dont les proprietes thermodynamiques sont connues pour tous les etats d'hydratation. Cette methode a ensuite ete appliquee au domaine des argiles. L'isotherme d'hydratation d'un mineral argileux est necessaire au calcul de l'energie d'hydratation. Cette derniere varie en fonction de l'activite de l'eau. Une equivalence d'echelle entre activite de l'eau, temperature et pression a donc ete etablie en supposant que l'eau d'hydratation est du type ice-like. Ce modele explique des phenomenes connus tels que l'action deshydratante des temperatures croissantes et des pressions decroissantes. Au cours de la deshydratation, le mineral argileux est destabilise. Le modele a ete utilise pour simuler quelques reactions caracteristiques de la pedogenese et de la diagenese. La pedogenese constitue une application originale puisqu'elle concerne la zone non saturee des sols ou regnent des pressions d'autant plus negatives que le milieu est sec. Les parageneses ainsi prevues dans les sols sont conformes aux observations, contrairement a la methode classique qui ne tient pas compte de l'hydratation des argiles. La prevision des processus schematiques de la diagenese est egalement fortement amelioree si l'hydratation est prise en compte. Selon le modele propose, la transformation de smectite en illite est possible en profondeur. Ce n'est pas le cas si l'hydratation est negligee. Ce travail montre que la modelisation thermodynamique des equilibres mineralogiques doit desormais se faire en tenant necessairement compte des processus d'hydratation.

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Mercier, Éric. "Précambrien de Coal Creek Dome (montagnes Ogilvie, Yukon, Canada)." Lille 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LIL10080.

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Abstract:

Le secteur cartographie à 1/50000, représente 1200 km². Une série essentiellement précambrienne de plus de 10 km d'épaisseur cumulée y affleure. Cette série a été divisée en 28 unités lithostratigraphiques regroupées en 3 groupes. Ces groupes sont séparés par des coupures majeures attribuables respectivement : à une phase compressive synschisteuse et à une phase distensive synchrone d'une importante érosion et des intrusions basiques. Cette dernière, ainsi que la tectonique syn-dépôt du groupe III seraient représentatives d'un rifting ayant engendré le Bassin de Selwyn. Un système de corrélation est présenté. Un nouveau modèle d'évolution est proposé, pour le Nord de la cordillère canadienne au précambrien.

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Rinckenbach, Thierry. "Diagenese minerale des sediments petroliferes du delta fossile de la mahakam (indonesie) : evolution mineralogique et isotopique des composants argileux et histoire thermique." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1988. http://www.theses.fr/1988STR13117.

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Abstract:

On etudie la diagenese des sediments deltaiques deposes sur plus de 4000m d'epaisseur du miocene inferieur a l'holocene a l'emplacement du delta actuel de la mahakam. On aborde les phenomenes de cimentation, de dissolution avec formation de porosite secondaire et de neoformations de kaolinite et illite a l'aide de la diffraction rx, de la microscopie electronique a balayage et a transmission, de la geochimie isotopique. On analyse les mecanismes d'illitisation ainsi que la formation de l'interstratifie illit nonesmectite en fonction de l'evolution thermique de la region

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Garcia, de Oliveira Marisa Terezinha. "Evolution minéralogique de l'altération latéritique des roches volcaniques basiques de la bordure sud-est du bassin du Parana (Rio Grande do Sul et Santa Catarina)." Poitiers, 1995. http://www.theses.fr/1995POIT2357.

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Abstract:

L'evolution supergene des roches volcaniques basiques sur la bordure sud-est du bassin du parana, a elabore des alterites et des sols lateritiques. Les sequences d'alteration les plus completes sont localisees sur des monts dont les sommets sont plats et presentent les facies suivants: roche mere, saprolite, alterite argileuse, alterite spheroidale, stone line, couvertures meubles et le sol actuel. Les alterations hydrothermales sont etudies dans le saprolite. Les cristaux de titanomagnetite presentent de la maghemitisation. L'alterite argileuse est le siege de pseudomorphoses. Des plasmas constitues d'halloysites sont dominants dans les pseudomorphoses de plagioclases et sont melanges a des oxydes de fer dans les pseudomorphoses de pyroxenes. La transition halloysite-kaolinite desordonnee, riche en fer structural dans les parties superieures de l'ensemble, est observee. Les plasmas secondaires sont constitues d'halloysite, lithiophorite, goethite et maghemite. L'alterite sheroidale presente un cortex de couleur jaune-orange ou la goethite alumineuse est dominante. Les couvertures meubles sont constituees de plasma kaolinitique riche en hematite et goethite. Sont encore observes des granules, pisolites et des nodules herites d'anciennes cuirasses demantelees

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Holtzapffel, Thierry. "Minéraux argileux lattes : les smectites du domaine atlantique." Angers, 1986. http://www.theses.fr/1986ANGE0006.

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Abstract:

Les smectites des sédiments atlantiques du jurassique supérieur à l'actuel ; on distingue des particules floconneuses mixtes et lattées. Les premières, d'origine détritique probable, n'ont subi aucune modification post-sédimentaire ; les dernières résultent du réajustement diagenétique précoce des premières. L'intensité de ce réajustement, qui a lieu à bilans chimique et minéralogique pratiquement constants, a été quantifiée puis comparée à de nombreux paramètres sédimentaires. Trois facteurs importants : microperméabilité initiale du sédiment, temps de contact entre particules et fluides interstitiels et la composition de ces fluides.

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Renac, Christophe. "Diagenèse des minéraux argileux dans la marge passive cévenole (forage G. P. F. Balazuc 1, France) : structure cristalline, morphologie, composition isotopique, datation K-Ar et inclusions fluides." Poitiers, 1994. http://www.theses.fr/1994POIT2328.

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Abstract:

Les formations kimmeridgiennes a stephaniennes du forage ba1 (bassin du sud est de la france) contiennent des phases argileuses interstratifiees ordonnees illite/smectite dont le pourcentage d'illite croit avec la profondeur (60 a 100% d'illite). A partir des pourcentages d'illite, une modelisation des transformations argileuses, basee sur deux reactions en chaine (r=0->r=1->illite) (velde & vasseur, 1992), a ete realisee. Ce modele cinetique de maturation des argiles indique une erosion comprise entre 1500 et 2000 m, mais l'ajustement des valeurs est mediocre pour des pourcentages d'illite >80% (>1100 m). Les fractions argileuses (,,2 et 0,2-2 m) situees sous -1100 m ont fait l'objet d'analyses isotopiques (#1#80 et #2h), geochronologiques (k-ar) et morphologiques (,,2 m). Les resultats de cette derniere montrent, dans un premier temps la croissance preponderante des grandes particules allongees constituees de formes illitiques metastables, puis la croissance de grandes particules allongees et isometriques plus stables et plus illitiques. Les datations k-ar (,,2 et 0,2-2 m) montrent des teneurs en k et ar et des ages differents. Pour la fraction a ,,2 m les differentes representations des teneurs en k et ar indiquent un evenement geologique age de 145 ma (-1100 et -1558 m). Cet age ne correspond pas a l'age d'enfouissement maximal de la serie (<75 ma), mais a l'age moyen de la fraction argileuse. La difference de l'age stratigraphique et de l'age k-ar est donc proportionnelle a la duree moyenne de maturation des argiles. Pour les fractions grossieres, la taille des particules induit une retention de l'argon radiogenique superieure a la fraction ,,2 m et des ages conventionnels plus vieux. L'ensemble des mesures isotopiques (k-ar, #1#8o et #2h) signalent aussi deux zones diagenetiques differentes situees de part et d'autre de -1600 m. Les mesures microthermometriques et isotopiques (#3#4s et #1#8o) indiquent des fluides de composition et d'origine differentes dans ces deux niveaux. A partir des intensites relatives des interstratifies i/s ordonnes et des durees moyennes de maturation (-1100 a -1558 m), un modele de transformation base sur une reaction en chaine a ete propose. Les parametres de ces transformations indiquent une reaction d'illitisation debutant vers 100c, ce qui correspond au domaine d'apparition des interstratifies r>1

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Lassin, Arnault. "Thermodynamique de l'hydratation et modélisation de la stabilité des argiles : application à la pédognèse climatique et à la diagenèse hydrothermale /." Orléans : Ed. BRGM, 2000. http://www.gbv.de/dms/goettingen/336033508.pdf.

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Hite-Prat, Sophie. "Les "marnes bleues" à nodules barytiques du Gargasien et de l'Albien de la fosse Vocontienne (sud-est de la France) : étude géochimique et minéralogique : héritage, diagenèse, hydrothermalisme." Lyon 1, 1985. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00799984.

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Michau, Nicolas. "Modelisation cinetique de la formation des argiles en fonction de leur composition et de leur morphologie. Application a la diagenese des gres de la mer du nord." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1997. http://www.theses.fr/1997STR13048.

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Abstract:

L'objectif de cette these etait d'ameliorer, dans le modele geochimique kindis, la cinetique des reactions de formation des argiles dans les milieux poreux. La demarche generale a consiste a elaborer des outils pour decrire deux specificites des illites: leur composition chimique et leur morphologie. La premiere etape a permis de realiser un modele thermodynamique de solution solide ideale a quatre poles, specifique aux illites (systeme si-al-mg-k). Il determine la composition de l'illite la plus stable qui puisse precipiter suivant les interactions eau-roche. La deuxieme etape a consiste a construire un modele morphotextural qui decrit la roche de facon simplifiee. Il caracterise les mineraux par des formes simples (fibre, plaque et sphere) et les repartit dans les sites de l'assemblage mineralogique (squelette de la roche, nourrissage, remplacement et revetement de grain, et remplissage de pore) en tenant compte de contraintes physiques (empilements des grains, volume poral, surface de contact entre grains, et surface de germination). Cette representation permet de quantifier la surface reactive de chaque mineral, ainsi que la porosite et la permeabilite de la roche, et de suivre leur evolution en fonction des transferts de matiere. Enfin, un modele cinetique nouveau, adapte aux solutions solides ideales, est propose pour coupler les approches precedentes. La loi de precipitation cinetique d'un compose defini a ete modifiee pour que la composition et la vitesse de formation de l'argile dependent de la nature et de la cinetique des poles, et de leur degre de saturation en solution. Ces modeles ont ete appliques a l'illitisation des reservoirs greseux d'alwyn (mer du nord). Grace a une meilleure caracterisation de la composition chimique et de la morphologie, ils permettent d'etudier les conditions de formation des differents types d'illite, ayant des comportements contrastes dans le milieu poreux et des influences variees sur les proprietes des gres reservoirs

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Drummond, C. Varajao Angelica F. "Mécanismes de conversion des interstratifiés ordonnés illite-smectite en illite dans les shales : application à la série diagénétique de Barra de Itiuba (bassin Sergipe-Alagoas, Brésil)." Poitiers, 1994. http://www.theses.fr/1994POIT2317.

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Abstract:

Les mecanismes de la reaction smectite en illite durant la diagenese des shales ont ete mis en evidence a l'aide de la diffraction de rayons-x, des mesures de parametres morphologiques de particules et des analyses de leur composition chimique. L'etude s'est appuyee sur des echantillons de shales de la formation barra de itiuba (cretace inferieure) du bassin sergipe-alagoas, preleves dans cinq forages a differentes profondeurs dans les domaines de plaine deltaique, de front-deltaique et de pro-deltaique. Ils contiennent des interstratifies illite/smectite pour lesquels le pourcentage de smectite diminue progressivement de 20 a 10%. On met en evidence une transformation continue de lattes en particules plus isometriques en fonction de la profondeur. Cependant, tous les deux, les lattes et les particules isometriques grandissent, enrichissant la fraction plus grossiere. Deux reactions de cinetiques differentes expliquent la transformation de ces particules dans les shales: une reaction plus rapide, qui forme de grosses lattes, caracteristiques d'un stade metastable de la phase illitique ; et, une reaction moins rapide, qui mene a la croissance de particules isometriques, representantes de la phase stable illitique. Les donnees chimiques sur les plus grosses particules montrent une composition d'interstratifies illite/chlorite/smectite trioctaedrique, d'interstratifies illite/chlorite et d'illite riche en fe-mg. Une telle evolution explique le mauvais ajustement entre le pourcentage de smectite mesure et celui obtenu par le modele de velde & vasseur (1992). Les erosions differencielles entre le nord-ouest et le sud-est du bassin, liees a tectonique de blocs bascules, ont ete determinees a partir de correlations entre les valeurs de matiere organique calculees a partir du modele et celles mesurees. Ainsi, les piles erodees de 1500-1000 m, de 1000-500 m et de 500-0 m ont ete estimees, respectivement pour fu-1, smc et bsm

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Bankole, Olabode Modupe. "Transformations diagénétiques des dépôts silicoclastiques FA du bassin de Franceville au Gabon (2.2-2.0 Ga) par l'invasion de solutions oxydo-réductrices." Thesis, Poitiers, 2015. http://www.theses.fr/2015POIT2319/document.

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Abstract:

Dans le bassin de Franceville (Gabon), les sédiments détritiques non-métamorphosés d’âge Paléoprotérozoïque (2,15 Ga) des formations FA et FB ont fait l’objet d’une étude faciologique, pétrographique et géochimique. L’objectif était de déterminer l’origine de ces matériaux clastiques et des minéralisations uranifères associées, mais aussi d’en retracer l’histoire diagénétique à travers l’évolution des paléoconditions rédox et des fluides qui les ont percolés.La pétrographie des faciès montre que la minéralogie et la texture initiales de ces sédiments ont été fortement modifiées au cours de la diagenèse précoce. Au toît de la formation FA, les quartz-arénites faiblement granoclassées ont été très tôt cimentées par du quartz, s’opposant ainsi à l’action ultérieure de la diagenèse d’enfouissement. Dans les arènes arkosiques, la séquence paragénétique liée aux ciments authigènes suggère que les interactions fluides-roches ont été polyphasées et que les éléments chimiques nécessaires à leur précipitation trouvent leur origine dans l’altération de minéraux détritiques. Pour un ensemble lithologique donné, les effets de la diagenèse varient peu d’un faciès à l’autre, ce qui indique un fort contrôle des paramètres initiaux tels que la minéralogie, la texture et la composition du fluide poral. Par conséquent, ces faciès sédimentaires nous informent directement sur les propriétés hydrologiques qui régnaient dans le bassin sédimentaire, et sur la nature de la diagenèse précoce qui les a affectés.Les données pétrographiques et géochimiques montrent que la précipitation de l’hématite en lits ferrugineux a débuté juste après le dépôt des sédiments, dont l’altération des minéraux primaires a libéré le fer, plus tard redistribué durant la diagenèse. Ainsi, la mise en évidence d’une corrélation positive entre les valeurs de "delta" 56Fe et les rapports Fe/Mg mesurés sur échantillon total suggère que le fer se répartit entre deux pôles que sont l’hématite authigène et les silicates porteur du fer. En revanche, l’absence de relation entre les rapports Fe3+/FeT et les compositions isotopiques du fer démontre que des oxydes riches en isotopes lourds du fer préexistaient dans les sédiments lorsque la diagenèse précoce a débuté. Le fer présent initialement à l’état réduit dans des faciès sédimentaires verts s’est progressivement oxydé au cours de la diagenèse, processus à l’origine de la formation des lits ferrugineux.Dans la formation FA du Bassin de Franceville, les gisements uranifères résultent de la libération de l’uranium contenu à l’origine dans les grès oxydés des dépôts fluviatiles inférieurs puis de sa migration et de son piégeage dans les grès réduits et les mudstones silteux des formations de deltas de marée supérieures, où il s’est concentré par un mécanisme de type roll-front.L’analyse des éléments chimiques majeurs et traces des formations FA et FB indique que leurs matériaux constitutifs trouvent leur source dans des roches ignées felsiques. Tandis que les diagrammes de terres rares normalisés aux chondrites, les anomalies négatives en Eu et les rapports GdN/YbN plaident plus précisément en faveur des roches archéennes et paléoprotérozoïques. Enfin, des diagrammes discrimants et des rapports en éléments majeurs et traces montrent que, si la plupart des grès de la formation FA se sont déposés sur une marge passive, les mudstones et les grès fins des formations FA et FB ont sédimenté sur une marge continentale active en relation avec la tectonique paléoprotérozoïque de la Ceinture orogénique du Centre-Ouest de l’Afrique
The FA and FB Formations clastic sediments have been subjected to detailed facies, petrographic, and geochemical analyses in relation to diagenesis, fluid flow, paleo-redox conditions, provenance, and uranium mineralization during the evolution of the unmetamorphosed Paleoproterozoic (ca 2.15 Ga) Franceville Basin, Gabon. Lithofacies analyses in combination with petrographic studies indicate that the original mineralogical and textural properties of the sediments have been greatly modified during diagenesis. The moderately sorted quartz arenite at the top of FA underwent early quartz cementation; thus preventing it from subsequent burial diagenetic processes. The inferred paragenetic sequence of authigenic cements in the arkosic arenites suggest a multiphase of fluid-rock interactions with most of the ions needed for their precipitations likely sourced during alteration of detrital precursors. The observed slight variations in the diagenetic pathways in different lithofacies associations are closely related to primary mineralogy, texture, and nature of pore fluid. This relationship suggests that depositional facies can provide an insight into the diagenetic pathways and hydrologic properties of sediments in sedimentary basins. Petrographic features coupled with whole rock geochemical and iron isotope analyses suggest that hematite precipitation in the red beds started after sediment deposition with the iron internally derived by alteration of iron-bearing minerals and redistributed during late diagenesis. Positive correlation between Fe/Mg ratio and "delta" 56Fe values of bulk samples suggests mixing relationship with end members being authigenic hematite and iron-bearing silicates. The lack of relationship between Fe3+/FeT ratios and iron isotope compositions suggest that the isotopically heavy iron oxide was already present in the sediments during early diagenesis, and was incorporated into green (reduced) facies that likely replaced red facies during diagenesis or burial. Uranium released from the lower, fluvial oxidized sandstones and added to the reduced sandstones and silty mudstones in the upper tidal-deltaic sediments potentially resulted in a uranium mineralization of a roll-front type in the FA Formation of the Franceville Basin. Major and trace element geochemical data for the FA and FB formation are consistent with sediments derived exclusively from felsic igneous source. Chondrite-normalized patterns with high LREE/HREE ratios, negative Eu anomalies, and GdN/YbN ratios favour mixture of Archean and Post-Archean felsic sources. Discriminant diagrams and elemental ratios of major and trace elements suggest deposition of most of the FA sandstone in a passive margin, while the mudstones and fine-grained sandstones of FA and FB were deposited in an active continental margin during Paleoproterozoic tectonic regimes of the West Central African Belt

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Claret, Francis. "Caractérisation structurale des transitions minéralogiques dans les formations argileuses : Contrôles et implications géochimiques des processus d'illitisation. Cas particulier d'une perturbation alcaline dans le Callovo-Oxfordien - Laboratoire souterrain Meuse-Haute Marne." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005247.

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Abstract:

La série argileuse du Callovo-Oxfordien recouvre une transition minéralogique entre un interstratifié illite/smectite désordonné (R0 - partie supérieure) et un autre ordonné (R1 - partie inférieure. Or, la minéralogie de ces argiles conditionne les propriétés de rétention de la formation ainsi que leur réactivité en réponse à une perturbation physico-chimique potentiellement induite par le stockage. Dans une optique de caractérisation fine des minéraux argileux du Callovo-Oxfordien, les méthodes conventionnelles et simplificatrices d'identification comme l'utilisation d'abaques issus de la littérature ont été invalidées. La méthode retenue consiste à comparer directement des diffractogrammes de rayons X calculés avec ceux enregistrés sur un même échantillon après différents traitements et à en reproduire toutes les caractéristiques (positions des pics, rapports d'intensité, profils) à l'aide d'un modèle structural unique. Les minéraux argileux du forage EST104 peuvent ainsi être décrits comme un mélange de trois phases principales : une illite, une smectite et un interstratifié illite/expansible désordonné (R0) de composition fixe (35% exp.). Avec la profondeur les caractéristiques structurales de ces phases sont constantes. La transition minéralogique précédemment décrite traduit la modification des proportions relatives des différentes phases. Cette description diffère de celle classiquement proposée pour l'illitisation diagénétique des séries sédimentaires. Cependant, l'utilisation des mêmes outils sur une série diagénétique de référence conduit à une description similaire. Ces résultats novateurs impliquent de reconsidérer les mécanismes réactionnels proposés pour ces minéraux ainsi que leur modélisation cinétique. Enfin, la réactivité des minéraux argileux du Callovo-Oxfordien en réponse à une perturbation alcaline est très limitée par la présence de matière organique qui recouvre les particules argileuses et protège ainsi les sites réactifs des minéraux argileux.

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Delineau, Thierry. "Les argiles kaoliniques du bassin des Charentes (France) : analyses typologique, cristallo-chimique, spéciation du fer et applications." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1994. http://www.theses.fr/1994INPL073N.

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Abstract:

Le but de ce travail était l'étude des propriétés physico-chimiques des argiles kaoliniques exploitées dans les Charentes en vue de, définir une nouvelle typologie de ces argiles, améliorer la connaissance des statuts du fer, identifier et comprendre les relations qui lient les propriétés intrinsèques de ces kaolinites et leur comportement macroscopique au cours des processus de valorisation industrielle. L'étude de la variabilité des substances en place (étude géologique sur 9 carrières choisies et réalisation de plus de 100 prélèvements), associée à une caractérisation physico-chimique complète, a permis de mettre à jour une typologie selon quatre types principaux, et d'identifier principalement par analyse statistique, les relations entre paramètres d'emploi et propriétés physico-chimiques. Les résultats concernant la spéciation du fer, conduisent à une meilleure compréhension de la genèse de ces argiles. La spectrométrie RPE a montré que les concentrations des différents statuts de Fe3+ contemporains de la formation de la kaolinite sont corrélées entre elles et sont toutes déductibles de la teneur totale en fer fortement lié à l'argile. Ces diverses relations montrent qu’à l'échelle des bassins sédimentaires anciens, il existe un partage du fer dans ses différents sites d'accueil, lié à l'existence de phénomènes de dissolution recristallisation diagénétiques. L’étude comparée des spectres IR haute résolution et des résultats de RPE a confirmé de façon directe l'attribution des bandes fondamentales d'absorption situées dans le moyen IR, liées à la présence de Fe3+ en substitution partielle de AI dans la kaolinite, et permet de mettre en évidence pour la première fois, des bandes d'absorption dans le proche IR, liées également à cette substitution. À partir de calibrations réalisées avec différentes phases de référence (oxy-hydroxydes de fer, phyllosilicates), la spectrométrie UV visible en réflectance diffuse a permis de déterminer les différentes phases pigmentaires naturellement présentes, en quantités très faibles, dans les kaolins industriels.

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Uri, Freddy. "Altération et minéralisation d'uranium à Shea Creek (Ouest Athabasca, Saskatchewan, Canada) : vers un nouveau modèle génétique de gisement." Thesis, Poitiers, 2012. http://www.theses.fr/2012POIT2314/document.

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Abstract:

Shea Creek est un gisement d'uranium liée à la discordance entre un socle métamorphique et des roches sédimentaires d'origine fluviatile, d'âge Paléo-protérozoïque et situé dans la partie ouest du bassin d'Athabasca. Ce gisement majeur est le plus profond connu actuellement dans le bassin (entre 680 m et 1000 m de profondeur). Il rassemble en un même lieu tous les types de minéralisation associés à une discordance connus de par le monde. Cette étude s'appuie sur l'analyse de plus de 1200 échantillons du halo d'altération qui entoure le gisement et sur l'utilisation des données d'exploration minière. L'objectif est double. Il s'agit d'une part de déterminer des guides sédimentologiques, pétrographiques, minéralogiques et géochimiques pour la prospection des corps minéralisés en zone profonde et d'autre part d'utiliser ces critères pour construire une représentation tridimensionnelle simplifiée (minéralisation et halo d'altération) permettant de préciser le modèle génétique de ce gisement profond. La localisation des différentes zones minéralisées dépend non seulement des phénomènes d'altération liés aux circulations hydrothermales contrôlées par la tectonique, mais aussi de la nature du remplissage sédimentaire et de son évolution diagénétique. L'architecture de la zone minéralisée de Shea Creek montre que les corps minéralisés sont localisés dans des structures en grabben remplies par des alternances de grès propres et de grès argileux souvent préservés de la compaction et de l'altération. La signature minéralogique et géochimique de ces grès suggère un apport provenant de l'érosion de paléo-altérites continentales (régolithe). La très forte concentration en défauts d'ir
Shea Creek is an unconformity-type uranium deposit located in the west part of Atabaska basin. It is related to an unconformity between a metamorphic basement and sedimentary rocks of fluvial origin, of paleoproterozoic age. Shea Creek's particularity is to be the deepest ore deposit ever known in the basin (between 680 m and 1000 m deep). It gathers all types of unconformity hosted mineralization known. More than 1200 samples, taken from halo alteration around the deposit, were analyzed and mining exploration data were used for this study. First, the aim was to determine the markers for prospection of mineral elements in deep area: sedimentological, petrographical, geochemical and mineralogical types. Then, it was to build a simple three-dimensional model (mineralization and alteration halo) using these criteria in order to precise the genetic pattern of this deep deposit. The location of mineralized areas depends on tectonic deformation, on sedimentary filling and diagenetic development. The morphology of Shea Creek’s ore deposit shows clearly that mineralization is located in the grabbens composed by clean sandstones and clay sandstones, often preserved from compaction and alteration phenomena. The mineralogical and geochemical signature of these clay sandstones suggests a contribution from the erosion of continental paleo-alterite (regolith). Beside, the great concentration of radiation induced defects suggests the presence in abundance of uranium in the grabbens from sedimentary state

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Hassouta, Lhoussain. "La comparaison de grès cimentés et de grès non cimentés par la calcite du groupe du Brent (zone d'Alwyn, Mer du Nord) : une clé pour l'établissement de bilans de matière et la compréhension des processus de formation du quartz et des argiles (illites, kaolinite, dockite)." Lille 1, 1999. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1999/50376-1999-79.pdf.

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Abstract:

Une étude pétrographique, minéralogique et géochimique de la diagenèse a été conduite dans des grès réservoirs du Brent d'un puits du champ d'Ellon (zone d'Alwyn, Mer du Nord). Elle repose sur la comparaison de couples d'échantillons pris à différentes profondeurs et constitues d'un grès cimenté par de la calcite et d'un grès non cimenté prélevés latéralement à quelques centimètres l'un de l'autre dans une même lithologie. Les grès cimentés, imperméables, montrent une diagenèse peu poussée. Ils sont les témoins de la texture et de la composition minéralogique et chimique des grès non cimentés, poreux et perméables, qui ont enregistré l'ensemble de la diagenèse. Cette comparaison réalisée par différentes méthodes (MEB, DRX, IR, µsonde, analyses isotopiques, chimiques et pétrophysiques) précise la chronologie et les mécanismes de quatre processus majeurs de la diagenèse : cimentation à calcite, néoformation et transformation des kaolins, néoformation d'illite et surcroissances de quartz. La cimentation calcitique s'effectue à faible profondeur (<1000m). Calcium et carbone sont d'origine externe aux grès et seraient apportés par la circulation de fluides le long des failles bordières du champ. La néoformation de la kaolinite est pour l'essentiel antérieure à la cimentation
Il s'agit bien d'un stade précoce de la diagenèse en Mer du Nord qui traduirait un épisode d'infiltration par des eaux météoriques. La dissolution du feldspath potassique ou de la muscovite ne rend pas compte de la quantité de kaolinite formée. La kaolinite se transforme en dickite avec la profondeur mais seulement dans les grès non cimentés. Cette transformation n'est donc pas contrôlée uniquement par la température. L'illite et les surcroissances de quartz sont, en partie au moins, contemporaines. Elles ne sont présentes que dans les grès non cimentés et sont donc postérieures à la cimentation. Des bilans chimiques montrent qu'elles se forment sans apports extérieurs de Si, Al ou K par les fluides. Les inclusions fluides du quartz donnent des températures de formation de 90-130°C. L'analyse d'image et la granulométrie laser montrent que la taille des grains de quartz est plus grande mais plus variable dans les grès non cimentés que dans les grès cimentés. D'après les bilans minéralogiques et chimiques, la compaction résulte essentiellement d'une perte de porosité par dissolution-cristallisation du quartz à l'échelle du grain ou du décimètre

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Lefèvre, Mélody. "Propriétés structurales, pétro-physiques et circulations de fluides au sein d'une zone de failles dans les argiles." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4320/document.

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Abstract:

Les zones de failles concentrent la migration de fluides et la déformation dans la croûte supérieure. Les propriétés hydrauliques des formations argileuses en font des excellents sites de stockage et des roches mères performants. Les zones de failles peuvent jouer deux rôles contraires dans la circulation de fluides, soit elles s’expriment sous forme de drains, soit elles constituent une barrière, et souvent les deux rôles sont combinés au sein d’une même zone de failles. Les processus de migration des fluides dans les zones de failles affectant les argiles sont peu connus. Cette étude s’est focalisée sur la structure, les paléo-circulations, les circulations actuelles lors de tests d’injection et les propriétés pétro-physiques de la zone de failles présente dans le laboratoire de recherche souterrain de Tournemire dans les argilites Toarciennes. La structure de la zone de failles a été caractérisée par des forages et reconstituée en 3D par modélisation numérique, permettant de définir des faciès de déformation. L’architecture de la zone de failles se caractérise par une imbrication de facies de déformations plus ou moins intenses sans claire organisation en cœur et zone endommagée comme observée dans les roches plus dures. Les zones intactes, fracturées et les brèches sont respectivement caractérisées par des porosités matricielles comprises entre 9.5-13.5, 10-15 et 13-21%. La circulation de fluide se concentrant aux limites de la brèche et au niveau des zones de failles «immatures» ou secondaires comprises dans les zones fracturées. Lors de son activité, la zone de failles a déjà été affectée par au moins deux phases de circulations de fluides
Fault zones concentrate fluids migration and deformations in the upper crust. The shale hydraulic properties make them excellent storage sites and hydrocarbon reservoirs/source rocks. Fault zones can play two roles in the fluid circulation; drains or barriers, in general, both roles are combined within the same fault zone. What are the conditions that promote the fluid circulation along the fault zones in shales and what are the fault zone impacts on the formation properties are relatively poorly explored key questions. This study focused on characterizing the relationships between fault architecture, paleo-fluid as well as current fluid circulations through the analysis of fault calcite mineralization, injection tests and petrophysical properties conducted on a fault zone outcropping underground in the Tournemire research laboratory nested in the Toarcian shale. The fault zone structure was characterized using boreholes data and reconstructed in 3D through modeling to define different deformation facies. No clear facies organization is observed, a fault core and a fault damage zone being difficult to define as it is in hard rocks. The intact, fractured and breccia facies are characterized by a porosity of 9.5-13.5, 10-15 and 13-21%. Large fluid flowrate concentrated along a few “channels” located at the breccia boundaries and in the secondary fault zones that displayed fractured facies and limited breccia fillings. Detailed microstructural and geochemical analysis at the breccia/fractured zones interface revealed that fluids circulated out of the main shear zones, in micro-more or less inherited fractures highlighting a decoupling between fault slip and fluid migrations

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Robin, Valentin. "Effet de la cristallochimie des minéraux argileux gonflants sur les propriétés d'échange cationique et de dissolution. Implications dans un contexte de réhabilitation de sites miniers acidifiés." Thesis, Poitiers, 2015. http://www.theses.fr/2015POIT2296/document.

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Abstract:

Les smectites sont présentent dans de nombreux environnements de surface et sub-surface au sein desquels elles jouent un rôle prépondérant dans la mobilité des cations majeurs et traces de part leurs capacités d’adsorption. En contexte de réhabilitation de sites miniers exploités par lixiviation acide, ces smectites jouent un rôle dans la remontée du pH des eaux ainsi que dans l’immobilisation des éléments solubilisés. La nature des argiles présentent dans les sables non consolidés d’un aquifère exploité a donc été étudié. La présence de smectites du type beidellite (charge tétraédrique) a été mise en évidence. Cependant, il existe peu d’études sur les propriétés de la beidellite, la majorité portant sur la montmorillonite (charge octaédrique). Un modèle d’échange pour 5 cations majeurs des eaux naturelles (Na, K, Ca, Mg, H) et un élément trace (226Ra) a donc été réalisé sur une beidellite de référence. Les vitesses de dissolution et les mécanismes à l’interface solide/solution en milieu acide ont ensuite été étudiés, validant l’application du modèle d’échange à bas pH. Des effets dus à l’organisation des particules en suspension (texture/agrégation) ont aussi été mis en évidence sur les propriétés d’échange et de dissolution. Lors de ces travaux, l’accent a été mis sur l’impact de la cristallochimie sur la réactivité des smectites par comparaison entre les propriétés de la beidellite et de la montmorillonite. Les résultats indiquent que la cristallochimie des smectites a un impact significatif sur leur comportement, ce paramètre pourrait ainsi être utilisé afin d’alimenter les modèles de transport réactif prenant en compte les propriétés des smectites
Swelling clay minerals, in particular smectites, are present in many surface and subsurface environments in which they have a major impact on the mobility of major cations and trace elements due to their adsorption capacity. In context of remediation of mining environments operated by acid leaching, these smectites can act as pH buffer and play a role in the immobilization of soluble elements. The type of clay minerals present in the poorly consolidated sands of an aquifer leached by acid solutions was studied. The presence of beidellite type smectites (di-octahedral, tetrahedral charge) was evidenced. However, few studies exist on the ion exchange properties or the dissolution of beidellite, as most of them deal with montmorillonite properties (di-octahedral, octahedral charge). Then, an ion-exchange model involving 5 major cations of natural waters (Na, K, Ca, Mg, H) and one trace element (226Ra) was proposed for a reference beidellite. Dissolution rates and interfacial mechanisms in acidic solutions were investigated in order to check for the validity the ion-exchange model at low pH. Moreover, effects due to the texture/aggregation of particles in suspension were evidenced on the ion-exchange and dissolution properties. This study was focused on the impact of the crystal chemistry on reactive property of the smectites, by comparison of the properties of beidellite with those of montmorillonitic minerals. Results indicate that smectites crystal chemistry has a significant impact on their properties, and such parameter could be considered in reactive transport models when they take into account cation exchange and dissolution properties of smectites

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Nourtier-Mazauric, Elise. "Modélisation géochimique et numérique des interactions entre des solutions solides et une solution aqueuse. Extension du logiciel de réaction-transport Archimède et application à la diagénèse minérale des réservoirs." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00088991.

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Abstract:

Cette thèse présente un modèle thermodynamique et cinétique des interactions entre un fluide et des solutions solides idéales à plusieurs pôles. La réaction entre une solution solide et la solution aqueuse résulte de la compétition entre la dissolution stoechiométrique de la solution solide initiale et la coprécipitation de la solution solide la moins soluble dans le fluide à l'instant considéré.
Ce modèle a été intégré au logiciel de transport réactif en milieu poreux ARCHIMEDE, puis appliqué à divers exemples. Dans le cas de solutions solides binaires, une méthode graphique a permis de déterminer les compositions des solutions solides qui précipitent, à l'aide des potentiels chimiques des pôles.
Le logiciel ainsi obtenu pourrait être utilisé pour modéliser notamment la diagenèse des réservoirs pétroliers argileux ou carbonatés, ou la dispersion de polluants dans le sol.

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Billon, Sophie. "Minéraux argileux dans le gisement uranifère d'Imouraren (Bassin de Tim Mersoï, Niger) : implications sur la genèse du gisement et sur l'optimisation des processus de traitement du minerai." Thesis, Poitiers, 2014. http://www.theses.fr/2014POIT2263/document.

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Abstract:

Les gisements uranifères nigériens sont localisés dans les formations carbonifères et jurassiques du bassin de Tim Mersoï. AREVA est actionnaire de 3 sites miniers de cette région: la SOMAÏR et la COMINAK dans le district d'Arlit, en exploitation depuis 50ans, et IMOURAREN, 80km plus au Sud, dont l'exploitation est programmée pour 2015. La minéralisation du gisement d'Imouraren est comprise dans la formation fluviatile du Tchirézrine 2 (Jurassique), formée de chenaux et de plaines d'inondation. Les faciès de remplissage de chenaux vont des grès grossiers aux grès très fins (cortège détritique : quartz et feldspaths), tandis que les faciès de débordement sont constitués d'analcimolites. La minéralogie secondaire est acquise lors de 2 évènements : 1- la diagenèse, avec formation de minéraux argileux, d'analcime, de quartz et d'albite secondaires, et 2- un épisode de circulations de fluides, qui induit une altération des minéraux détritiques et diagénétiques, la formation de nouvelles phases et le dépôt de l'uranium. Cette altération dessine une zonation minéralogique à l'échelle du gisement.L'hétérogénéité du Tchirézrine 2, tant au niveau des faciès que de la minéralogie, se perçoit lors du traitement du minerai, puisqu'il réagit différemment selon sa provenance, avec parfois des problèmes de récupération de l'U. Des essais de traitement de minerais, ont montré que analcimes et chlorites étaient les deux pénalisants, pour 3 raisons : 1- les piégeages des phases U au sein des analcimes, 2- la dissolution de ces 2 minéraux a tendance à faire sortir des conditions de solubilisation de l'U (pH et Eh) et à former de nombreux sulfates, 3- problèmes de percolation. Une méthode de détection des minerais riches en analcimes, basée sur la spectroscopie infrarouge, a été développée afin d'optimiser les mélanges de minerais et ainsi de réduire les effets néfastes des pénalisants lors du traitement
Nigerian uraniferous deposits are located in carboniferous and jurassic formations of Tim Mersoï basin. AREVA is shareholder of 3 mine sites in this area: SOMAÏR and COMINAK, both in exploitation since 1960’s and IMOURAREN, 80km further South, whose exploitation is planned for 2015. Mineralization of Imouraren deposit is included in the fluvial formation of Tchirezrine 2 (Jurassic), composed of channels and flood plains. Facies of channel infillings range from coarse sandstones to siltstones, while overflow facies are composed of analcimolites.Secondary mineralogy was acquired during 2 stages: 1- diagenesis, with formation of clay minerals, analcime, secondary quartz and albites, and 2- stage of fluids circulations, which induced alteration of detrital and diagenetic minerals, formation of new phases and uranium deposition. A mineralogical zoning, at the scale of deposit resulted from this alteration. The heterogeneity of Tchirezrine 2, at the level of both facies and mineralogy, is also evidenced during ore treatment, as ore reacts differently depending on its source, with sometimes problems of U recovery. Ore treatment tests showed that analcimes and chlorites were both penalizing minerals, because of 1- the sequestration of U-bearing minerals into analcimes, 2- their dissolution which trends to move away from U solubilization conditions (pH and Eh) and to form numerous sulfates, and 3- problems of percolation. A detection method of analcime-rich ores, based on infrared spectroscopy, was developed in order to optimize ore blending and so to reduce negative effects during ore treatment process

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Dissertations / Theses on the topic 'Diagenèse argileuse'

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