GÉOCHIMIQUE PROSPECTION

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L'exploitation intensive des gisements minéraux épuise rapidement les réserves existantes, et la découverte de nouveaux gîtes devient de plus en plus rare. Pour pallier une pénurie en matières premières, la recherche minière a été contrainte, depuis un certain temps, à faire appel à de nouvelles techniques de prospection : prospections aériennes suivies de travaux de contrôle au sol (géophysiques, radiométriques, géochimiques, etc.) ; prospections effectuées directement au sol, principalement dans des régions peu dénudées ou d'accès difficile. Les secondes servent de guides efficaces pour la mise en évidence de structures minéralisées que cachent notamment la végétation et les sédiments de toute nature.

Parmi ces techniques, la prospection géochimique, ou géochimie appliquée à la recherche minière, tient une place de choix. Elle a pour objet de découvrir des gisements métallifères, subaffleurants ou cachés, d'après les auréoles de dispersion des éléments chimiques qui les constituent. Elle dispose, à cette fin, de diverses méthodes spécifiques d'investigation et de moyens analytiques appropriés qui sont sans cesse améliorés.

Mise en pratique pour la première fois en Union soviétique, vers les années 1940, la prospection géochimique est de plus en plus utilisée dans le monde entier comme outil complémentaire dans tous les travaux de recherches géologiques et minières.

Buts et principes

Les méthodes de recherches géochimiques reposent sur les travaux effectués depuis la fin du xixe siècle par de nombreux savants appartenant à différentes disciplines des sciences de la Terre (pétrographie, minéralogie, métallogénie, géochimie, etc.).

Ces travaux ont porté notamment sur l'abondance et le comportement des éléments chimiques, sur leurs associations et les lois qui les régissent dans les différentes géosphères, sur les fluides minéralisateurs, sur la spécificité de la formation des gîtes minéraux dans des conditions géologiques bien déterminées.

Tous ont permis d'améliorer notre connaissance de la migration des éléments chimiques, de leurs dispersion et concentration dans la lithosphère, l'hydrosphère, la biosphère et l'atmosphère, de même qu'ils ont contribué à résoudre des problèmes d'isomorphisme, de paragenèse, de biogenèse, de radiogéochimie, etc., avant que soient abordés les problèmes relatifs au Cosmos.

Mais, surtout, le grand nombre des résultats analytiques a permis de déterminer la teneur moyenne (clarke) de la plupart des éléments chimiques entrant dans la composition de la lithosphère, de certains groupes de roches, des sols, des eaux superficielles et souterraines et des cendres de plantes.

Éléments majeurs et éléments mineurs

L'abondance moyenne des éléments chimiques est très variable dans la lithosphère. Pour les principaux types de roches et de sols, les éléments O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K et Mg, communément appelés « majeurs », représentent près de 99 p. 100 du poids total de l'écorce terrestre. Leurs teneurs moyennes respectives y sont comprises entre 50 et 1 p. 100 suivant la nature des formations. Le titane représente déjà 0,45 p. 100 à lui seul des autres éléments dits « mineurs ». Les teneurs moyennes de ces derniers vont de quelques centaines de grammes à quelques milligrammes par tonne. Le gramme par tonne (g/t), terme utilisé en recherches minières, correspond au ppm (partie par million) ; le milligramme par tonne (mg/t) équivaut au ppb (partie par billion, le milliard des Anglo-Saxons). Pour les eaux et les cendres de plantes, les teneurs des éléments mineurs s'expriment généralement en milligrammes par tonne et en microgrammes par tonne.

Les méthodes de la prospection géochimique sont basées sur la connaissance de la distribution des éléments mineurs dans les roches, les sols, les eaux et les plantes, dans le but de déterminer les régions où cette distribution est anormale pour un ou plusieurs éléments, les anomalies pouvant trahir l'existence de gîtes métallifères.

La distribution des éléments variant notablement d'une région à l'autre, il est alors possible de définir des « provinces géochimiques ». Chaque province est constituée de formations géologiques propres : massifs intrusifs, séries effusives, métamorphiques et sédimentaires qui la composent et qui ont leurs propres caractéristiques de distribution des éléments, auxquelles viennent s'ajouter les particularités spécifiques de distribution des roches et celles qui proviennent des eaux naturelles, des produi [...]

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Écrit par :

  • : Ingénieur géologue, conseiller scientifique à la division géochimie appliquée du département gîtes minéraux du Bureau de recherches géologiqueset minières (B.R.G.M.).

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Pour citer l’article

Wladimir SAKOWITSCH, « GÉOCHIMIQUE PROSPECTION », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 janvier 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/prospection-geochimique/