3.3 - Implication des sulfures (relativement à leur contenu métal) dans la formation des minéraux secondaires

Les résultats des études métallographiques et chimiques permettent d'établir l'origine des différents métaux rencontrés dans les minéraux secondaires. Le tableau 76 donne en regard du métal, le principal sulfure source (en caractère gras) suivi éventuellement par ordre décroissant d'importance d'autres sulfures. Il apparaît clairement que la tennantite est la principale source de métaux à l'exception du plomb contenu dans la galène. Pour le Co. Ni. Zn, Fe et Hg, bien qu'il existe des sulfures de ces métaux, le pourcentage nettement supérieur de la tennantite dans le minerai par rapport à ceux de ces minéraux compense les faibles teneurs qu'elle accuse. La formation d'adamite cobaltifère en atteste, le cobalt étant dominant dans la tennantite par rapport au Ni (Co/Ni ≈ 3/1) alors qu'il s'agit du Ni dans la gersdorffite avec Co/Ni ≈ 1/3.

Tableau 76 : Sulfures sources (en gras : sulfure principal) des métaux rencontrés
dans les minéraux secondaires de Cap Garonne.

3.4. Isotopes du Pb

Nous avons entrepris de déterminer la composition isotopique du Pb à la mine de Cap Garonne pour deux raisons :

• la première était d'essayer d'entrevoir l'origine du Pb et/ou son appartenance à une famille de minéralisations représentées dans une région proche ;

• pour ce qui concerne la deuxième raison, nous voulions comparer les rapports isotopiques du plomb de la minéralisation primaire (galène) à ceux obtenus pour divers minéraux supergènes de plomb, sensés résulter de son altération.

3.4.1. Composition isotopique du plomb de la minéralisation primaire

Pour répondre à ce problème, le plomb de trois galènes provenant du niveau à Pb du pilier 76 a été analysé (G 596, G 597, G 598 ; cf tableau 77). Les valeurs des rapports isotopiques sont très proches et indiquent une composition homogène. En les comparant à celles connues pour les minéralisations hercyniennes proches de la mine de Cap Garonne, à savoir Les Bormettes, Le Verger, Le Vaucron (cf. tableau 78) contenues dans le socle des Maures, il paraît peu probable que le plomb de la minéralisation primaire de Cap Garonne provienne du démantèlement de l'un des filons évoqués plus haut. En effet, la différence des rapports ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb est nette et ne peut être expliquée dans ces proportions par un enrichissement en Pb radiogénique ; de plus, ces filons sont quasiment dépourvus de cuivre. Le report des valeurs des rapports isotopiques du plomb de la minéralisation primaire de Cap Garonne dans le diagramme élaboré par E. LARCOUX (1984) (fig. 52) pour les minéralisations avoisinantes (Alpes, Provence. Corse) permet de constater l'appartenance du plomb primaire de Cap Garonne à la population des plombs permo-triasique définie par cet auteur. Il est intéressant de noter la similitude de ces rapports pour des indices d'âge et de contexte géologique identique, en particulier pour la mine Joseph près d'Alès (imprégnation de galène dans les grès du Trias basal) et, de façon moins nette, pour La Finosa en Corse (amas stratiforme permo-triasique à Pb-Cu) (tabl. 78).

3.4.2. Composition isotopique du plomb dans les minéraux supergènes de Pb

Deux minéraux supergènes de Pb ont fourni le Pb nécessaire à cette étude :

• Bayldonite : l'échantillon la contenant provient d'une zone où elle est particulièrement abondante. Il s'agit d'un niveau de grès fins présentant un enrichissement en phyllites, situé vers le toit de la couche minéralisée, c'est-à-dire immédiatement à proximité du niveau à Pb ;

• Mimétite - Pb₅ (AsO₄)₃ Cl : le positionnement de l'échantillon dans la mine n'est pas exactement connu (échantillon E. LEGRAND). En règle générale, la mimétite a été rencontrée, comme la bayldonite, au toit de la formation, mais elle peut aussi apparaître dans des niveaux inférieurs, au sein de diaclases, associée à d'autres arséniates plumbo-cuprifères.

1. Composition isotopique du Pb dans la bayldonite (S 599, tableau 77)

Elle est très proche de celle de la galène et confirme la participation principale du Pb de ce dernier minéral à la formation de la bayldonite dans le processus d'oxydation.

2. Composition isotopique du Pb de la mimétite

Le plomb de cette mimétite (S 600, tableau 77) présente des rapports isotopiques très différents de ceux de la galène. On note en particulier la diminution très nette du rapport ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb. Cette composition indique la participation d'un plomb différent en plus de celui de la galène. A. KOSAKEVITCH (comm. pers.) a souvent mis en évidence que dans les phases secondaires les plus tardives, telles l'apatite ou la pyromorphite, le phosphore nécessaire à leur formation provenait du lessivage par des eaux météoriques de l'encaissant de la minéralisation. À Cap Garonne, pour la mimétite, le rôle du phosphore est assuré par l'arsenic dont la source ne peut être que la tennantite. Par contre, de par l'argument isotopique, une partie du Pb de la mimétite pourrait provenir du lessivage de la formation détritique triasique, en particulier des feldspaths et micas dans lesquels le Pb se concentre communément. La composition isotopique du plomb de la mimétite refléterait donc le mélange du Pb de la formation détritique avec du Pb de la minéralisation primaire. La différence de composition du Pb entre bayldonite et mimétite semble liée à un trajet plus important des solutions contenant du Pb primaire et à leur contamination dans le cas de la mimétite par du Pb lessivé de l'encaissant. Le caractère généralement tardif de formation des minéraux secondaires pyromorphite - mimétite permet d'accréditer cette hypothèse.

Tableau 77 - Composition isotopique du plomb de différents minéraux primaires et secondaires de plomb de la mine de Cap Garonne.

Tableau 78 - Comparaison des compositions isotopiques du Pb des gîtes proches de Cap Garonne ou de contexte et d'âge similaire (d'après MARCOUX, 1987 ; * cette étude).

Fig. 52 - Compositions isotopiques du plomb des minéralisations de la région Alpes - Provence - Corse (d'après MARCOUX, 1987).

De ce qui vient d'être dit, il paraît logique, étant données les différences de signatures isotopiques entre le plomb des filons du socle des Maures et celui de la minéralisation primaire de Cap Garonne, d'attribuer une autre origine au plomb de Cap Garonne. De par l'argument indirect fourni par la composition isotopique du Pb de la mimétite, le plomb de la galène ne peut provenir des formations triasiques elles-mêmes. Un phénomène minéralisateur "per descensum" est à exclure.

Par analogie avec d'autres gîtes de type "red-bed", la source du Pb pourrait être la série permienne sous-jacente et en particulier les basaltes doléritiques intercalés dont on connaît 7 unités quelques kilomètres à l'est de Cap Garonne. Ces basaltes ont été interprétés par certains auteurs comme des laccolithes ; leur chimie et pétrographie les rapprochent de certaines laves du massif de l'Esterel. L'origine volcanique du Cu et accessoirement de Pb et Zn est souvent proposée par les métallogénistes dans la formation des "red-beds". A.W. BROWN (1971) démontre qu'une partie au moins du cuivre du gîte de White Pine (Michigan) provient du lessivage du matériel volcanique sous-jacent. Le caractère minéralisateur "per ascensum" que nous donnons aux fluides hydrothermaux responsables de la formation de Cap Garonne a aussi été proposé par C. VINCHON (1984) pour les minéralisations permotriasiques du dôme du Barrot avoisinantes. Il serait intéressant dans le futur d'accréditer notre hypothèse quant à la source des métaux de la minéralisation primaire de Cap Garonne en analysant le Pb en roche totale de ces basaltes doléritiques.