MINERAIS

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Les conditions de formation des gisements et leur localisation

Les ressources minérales sont très inégalement réparties dans le monde. Certaines régions comme le Canada, l’Australie, l’Afrique du Sud et le Brésil sont richement dotées, alors que d’autres en semblent dépourvues. La formation des gisements à partir desquelles ces ressources peuvent être exploitées nécessitent des conditions exceptionnelles qui ne sont réunies que dans certains endroits particuliers de notre globe. Cela peut être illustré par l’or qui se trouve en concentration moyenne de l’ordre de quelques milligrammes par tonne dans la croûte terrestre, alors que pour qu’un gisement d’or puisse être exploité de façon rentable, ce métal doit être concentré de 1 000 à 10 000 fois plus : environ 1 gramme d’or par tonne de roche extraite pour les gisements les plus pauvres, quelques dizaines de grammes par tonne pour les plus riches.

Les gisements sont formés à partir de différents processus. Certains sont formés à très haute température, en profondeur au sein de la croûte terrestre, d’autres à basse température, à la surface de la Terre. Les métaux peuvent se concentrer à partir de magmas, mais le plus souvent ils se déposent à partir de fluides chauds (hydrothermaux) ou froids (eaux de surface).

Les processus de concentration magmatique

Les différents éléments ont des capacités plus ou moins importantes à entrer dans les liquides magmatiques lors de la fusion des roches ou à rester dans la structure des silicates. Ceux qui se dissolvent facilement dans les magmas sont appelés « éléments incompatibles », ceux qui restent dans la structure des silicates, sont appelés « éléments compatibles ». Les éléments compatibles correspondent à des atomes de taille et de charge électrique intermédiaire (Mg, Ni, Cr, platinoïdes), tandis que les éléments incompatibles ont soit des tailles très élevées (Rb, Ba, Cs…), soit très faibles (Li, Be, B…), ou encore des charges électriques très élevées (U, Th, W, Mo…).

De ce fait, lors de la fusion partielle du manteau, mécanisme à l’origine de la plupart des roches magmatiques, les éléments compatibles auront tendance à rester dans les roches d’origine mantellique, tandis que les éléments incompatibles seront enrichis dans les magmas qui seront transférés vers la partie supérieure de la croûte continentale. Cet enrichissement se poursuit pendant ce transfert du fait de la cristallisation progressive de minéraux n’incorporant pas les éléments incompatibles dans leur structure et qui se séparent progressivement des magmas.

C’est ainsi que les gisements de Ni, Cr et platinoïdes sont trouvés dans des roches de compositions proches de celles du manteau (péridotites, gabbros), tandis que les gisements de Li, Be, U, Th, W, Mo sont trouvés en relation avec les roches magmatiques les plus évoluées, de composition granitique ou rhyolitique.

Les processus hydrothermaux

Les processus hydrothermaux correspondent à des circulations de fluides chauds dans la croûte terrestre provoquées par l’intrusion de magmas ou des mouvements tectoniques. Ces fluides vont dissoudre les métaux en traces dans les roches lors de leur circulation à travers les fractures. Ces métaux vont ensuite se déposer en se concentrant dans des zones particulières de la croûte terrestre lors de changements des conditions physiques ou chimiques : baisse de température ou de pression, ébullition, réaction avec les roches encaissantes…

Les processus métamorphiques

Lors de l’enfouissement des roches en profondeur, la croissance de la température et de la pression conduit à la libération d’eau et de gaz qui vont pouvoir dissoudre des métaux et les déposer généralement dans des zones de fracture par des mécanismes similaires à ceux opérant lors des processus hydrothermaux.

Les processus superficiels

La circulation des eaux de surface peut aussi conduire au transport et à la concentration de certains métaux. Par exemple, les placers correspondent à des accumulations de minéraux denses séparés des plus légers par la force du courant dans les rivières, tels que les placers aurifères où les pépites d’or sont accumulées dans des sables.

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Minerais : oxydes

Minerais : oxydes
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Minerais : sulfures, arséniures, séléniures et tellurures

Minerais : sulfures, arséniures, séléniures et tellurures
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Minerais : silicates

Minerais : silicates
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Minerais : carbonates, sulfates, phosphates et autres composés

Minerais : carbonates, sulfates, phosphates et autres composés
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Écrit par :

  • : directeur de recherche émérite au C.N.R.S., Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques, U.M.R. GeoRessources, Vandœuvre-lès-Nancy

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Pour citer l’article

Michel CUNEY, « MINERAIS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 05 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/minerais/