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| Zones de déformation précambriennes dans les régimes tectoniques en compression : une perspective numérique en relation avec le bassin de l'Athabasca et sa minéralisation d'uranium (Precambrian deformation belts in compressive tectonic regimes : a numerical perspective in relation to the Athabasca Basin and its implication to uranium mineralisation) Poh, Jonathan - (2019-11-29) / Universite de Rennes 1 - Zones de déformation précambriennes dans les régimes tectoniques en compression : une perspective numérique en relation avec le bassin de l'Athabasca et sa minéralisation d'uranium
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Langue : Anglais Directeur(s) de thèse: Yamato, Philippe; Ledru, Patrick Discipline : Sciences de la terre et des planètes Laboratoire : Géosciences Rennes Ecole Doctorale : EGAAL Classification : Sciences de la terre Mots-clés : Tectonique précambrienne, Ceintures de déformation, Bassin de l'Athabasca, Modélisation numérique
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Résumé : Les deux modes de déformation apparaissant au cours de l’évolution de la Terre peuvent être classés en fonction de leurs spécificités structurales et tectoniques, de l’âge des provinces géologiques et de la résistance lithosphérique associée. Au vu du contraste entre ces deux styles de déformation, l’héritage structurel pourrait impacter la localisation de futur gisements minéraux. L’idée d’appliquer cette idée au bassin d’Athabasca et à la genèse de dépôts d’uranium a été suggérée. Ces gisements reposent au sein d’un large couloir structural à l’extrémité Est du bassin d’Athabasca. Ces structures ont été interprétées comme résultant d’une orogenèse Paléoprotérozoique majeure, l’orogenèse Trans-Hudson (2,07 à 1,79 Ga). Afin d’examiner la pertinence de ces structures héritées et leur rôle dans le dépôt des minéraux, j’ai utilisé des méthodes numériques classiques pour tester des modèles tectoniques de configurations variables. Ce travail de thèse se présente en trois parties. Dans la première partie, je tente de mieux comprendre les conditions physiques nécessaires à la génération de structures telles que le couloir structural. J’ai caractérisé deux grands modes de déformation crustale et vérifié la faisabilité physique d’un modèle proposé récemment (tectonique «Pop-down »). Le but de la seconde partie est d’identifier une transition entre deux grands modes de déformation tectonique vus au cours de l’histoire de la Terre. Pour cela, j’ai testé les quatre paramètres (taux de déformation, profil thermique, rhéologie de la croûte et dégagement de chaleur radiogénique) contrôlant la résistance de la lithosphère. Les résultats indiquent qu’une telle transition existe et peut être liée, au premier ordre, à la résistance de la croûte. Dans la dernière partie, j’examine le rôle de ces structures héritées dans la préparation de l’environnement géologique des gisements minéraux. Ce travail a été réalisé à l’aide de la modélisation couplée du transport de chaleur et de fluides. Les résultats suggèrent que les structures héritées ont joué le rôle de conduits de chaleur et de fluides, facilitant le mélange des fluides par convection. Ce processus a été identifié comme essentiel dans la minéralisation de l’uranium. Ces résultats indiquent l’importance des structures héritées d’orogenèses précédentes dans le dépôt des ressources minérales. De futures recherches nécessitent de passer à l’échelle de la province afin de mieux caractériser ces structures anciennes héritées ainsi que de potentielles anciennes limites de plaques tectoniques. Abstract : The two tectonic styles that occur throughout the Earth's evolution can be categorised based on their structural and metamorphic specificities, age of the geological localities and the strength of the associated lithosphere. With such contrasting deformation profiles, the extent of the structural inheritance would impact the location for future mineral deposits. This was suggested to apply to the Athabasca Basin and the genesis of the uranium deposits. These deposits resided within a large structural corridor at the eastern extent of the Athabasca Basin. The genesis for these structures was interpreted to be a product from a major Paleoproterozoic orogen, the Trans-Hudson Orogeny (2.07 to 1.79 Ga). To investigate the relevance of these inherited structures and their role in mineral deposits, classical numerical techniques were used to verify tectonic models of varying configurations. This dissertation was conducted in three parts. The first part pertains to knowing the physical conditions required to generate structures that correlate to the structural corridor. Two broad crustal deformation styles were characterised and verified the physical feasibility of a recent tectonic model (Pop-down tectonics). The second part focused on identifying a transition between the two broad tectonic styles seen throughout the Earth's history. This was conducted with the testing of the four parameters (strain-rate, thermal profile, crustal rheology and crustal radiogenic heat production) essential to the strength of the lithosphere. Results indicate that such a transition exists and is linked to the maximum crustal strength at the first order. The final part focused on how the inherited structures aided in the preparation of the geological environment for mineral deposits. This part was conducted using fluid-thermal modelling techniques. Results suggested that the inherited structures operated as fluid-thermal conduits that facilitate the mixing of basinal and basement-hosted fluids with robust convection cells. This was identified as an essential process for uranium mineralisation. These findings indicated the significance of structural inheritance from preceding orogenic activities for mineral resources. Further exploration targeting would require an upscaling to provincial scale to further characterise these inherited ancients structures and potential paleo-plate boundaries. | |||