L'étude minéralogique et d'inclusions fluides, réalisée sur des échantillons du sondage Ech. 1, ainsi que sur des échantillons de surface de la carrière de la Bosse, a permis de mettre en évidence les résultats suivants.
1. - Les fluides du stockwerk à ferbérite sont des fluides aquo-carbo-azotés (« COHN ») ; 0,2 à 5 mol. % de CO2 + CH4 + N2 de densité moyenne (0,4 à 0,7). La dilution de ces fluides par des fluides entièrement aqueux et plus froids a entraîné la précipitation de la wolframite.
2. - L'existence d'inclusions partiellement décrépitées (densités 0,15 à 0,40) résulte d'un réchauffement du stockwerk (~ 600°C dans la zone de prélèvement des échantillons), dû lui-même à l'intrusion du granite des Colettes.
3. - Cette décrépitation a été utilisée pour estimer les conditions de pression (1000-1200 bars) et de température (600 à moins de 400°C) de circulation des fluides du stockwerk.
4. - Les conditions de mise en place du granite de Beauvoir ont été estimées à environ 570°C, 800 bars.
5. - Les premiers fluides du faciès B 1 de Beauvoir sont des saumures magmatiques (25-30% pds NaCl). L'exsolution de ces saumures hors du magma B 1 entraîne une surpression fluide, puis une fracturation hydraulique : on passe ainsi de 700-800 bars, 500°C, à 100-200 bars, 350-400°C.
6. - Cette décompression quasi-adiabatique entraîne l'ébullition des saumures magmatiques, en vapeurs aqueuses peu denses et peu salées et saumures extrêmement salées.
7. - Des fluides extérieurs envahissent ensuite le granite par la base, à des températures de 350 à 410°C. Ces fluides de faible salinité (2-6 % pds NaCl), contribuent à refroidir le système et, localement (essentiellement dans le granite B 1), diluent les saumures précoces.
8. - Le résultat de ces mélanges conduit à des fluides plus froids (T < 350°C) et de salinités très variables (10 à 60% pds NaCl). Toutefois, dans quelques fractures, des saumures non «contaminées» continuent à bouillir et, au moins dans certains cas, ont dû atteindre la surface.
9. - Finalement, l'intervention de fluides extérieurs de plus en plus froids, en dissipant la chaleur du système, entraîne la fin des circulations convectives du site d'Échassières.
Mots-dés: Inclusions fluides, Thermodynamique, Wolframite, Topaze, Granite, Convection, Phase fluide, Magma, Allier, Échassières.
A fluid inclusion and mineralogical study has been performed on various samples from the drilling « Échassières 1 » and from surface samples in the Échassières district (northern French Massif central). From the obtained results, it was possible to reconstruct the hydrothermal evolution, in relation with the magmatic events. Three stages have been recognized.
1. - Formation of the Bosse stockwerk (wolframite-bearing quartz veins) and associated aplitic veins. This event is supposed to be related to the still hypothetical intrusion of the Bosse granite. The earliest aqueous fluids in the quartz veins (« COHN fluids ») contain significant amounts (up to 5 mol. %) of CO2, CH4 and N2 in various proportions. Their density is low to moderate (0.15 to 0.70). However, the lower densities (0.15 to 0.40) result from partial decrepitation of inclusions, the initial density of which was higher than 0.70. The dilution of these early hot (450-600°C) volatile bearing fluids by colder aqueous ones resulted in wolframite (ferberite) precipitation between 300 and 400°C.
2. - Intrusion of the Colettes granite. This granite crosscuts the Bosse stockwerk and is responsible for the decrepitation of a part of the stokwerk COHN inclusions. Combining the maximum temperature reached at that rime in the stockwerk sampling area (~ 600°C) and the limiting density (0.70) of the non-decrepitated COHN inclusions in the quartz-wolframite veins, permits to estimate the pressure of entrappment of these volatile-bearing fluids (1000-1200 bars).
3. - Intrusious of the successive sheets (B3, B2, B1) of the Beauvoir granite. Most of the associated hydrothermal events are related to the B1 facies. The pressure of emplacement of the Beauvoir granite (~800 bars) was estimated by combining the solidus temperature of this granite (560-580°C) and the density of the earliest brines. These brines (25-30 wt % eq. NaCl), enriched in alkalis (Na, Li, K), Al, fluorine, niobium, etc., unmixed from the B1 magma. An over-pressure built up, yielding hydraulic fracturing and changing the fluid regime from lithostatic to hydrostatic. During this process, the fluid pressure dropped quasi-adiabatically from 700-800 bars, 500°C to 100-200 bars, 350-400°C. Consequently, the early magmatic brines unmixed into low-density aqueous vapours and high density-very high salinity brines.
Dernière mise à jour le 25.01.2019