Thèse CD Interactions Fluides - Roches dans les Zones de Faille les Minéraux Argileux Marqueurs des Conditions Pttx des Circulations de Fluides Hydrothermaux du Massif de l'Argentera H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Lorraine École doctorale : SIReNa - SCIENCE ET INGENIERIE DES RESSOURCES NATURELLES Laboratoire de recherche : GeoRessources Direction de la thèse : Delphine CHARPENTIER ORCID 0000000201347108 Début de la thèse : 2026-11-01 Date limite de candidature : 2026-05-28T23:59:59 Les zones de faille majeures peuvent enregistrer un polyphasage tectonique sur des échelles de temps allant jusqu'à plusieurs centaines de millions d'années, en lien avec l'évolution géodynamique régionale. Ce polyphasage se traduit notamment par le développement de circulations fluides de nature et de temporalité variées. Certaines de ces circulations sont associées à la mise en place de minéralisations métallifères, tandis que d'autres sont liées à la présence de sources hydrothermales actives. La présence de ces indices au sein des zones de failles constitue des éléments clés dans l'exploration minière et géothermique.
Ainsi, le massif de l'Argentera-Mercantour, massif cristallin externe situé au Sud-Est des Alpes, abrite des zones de failles dont certaines sont marquées par des épisodes hydrothermaux fossiles minéralisateurs (mines de Pb-Zn-Ag-F-U) et hydrothermaux actifs (sources, géothermie).
Afin de mieux discriminer les mécanismes spécifiques impliqués dans la formation des sources hydrothermales et des gisements métalliques, il est essentiel de caractériser les circulations de fluides chenalisées par les zones de failles (x), de contraindre le contexte structural et de déterminer les conditions pression-température-temps (P-T-t) associées à la formation et aux réactivations des structures tectoniques.
Cette thèse devra
1/ identifier les marqueurs minéralogiques et géochimiques associés aux réactivations cassantes, ainsi que les signatures spécifiques des systèmes hydrothermaux qui leur sont liés. Cela permettra de définir quelles sont les transformations minéralogiques liées aux circulations fluides actives et fossiles.
2/ déterminer quelles ont été les conditions P-T-t-X de déformation des zones de failles du massif de l'Argentera-Mercantour. Cela permettra de mieux contraindre une histoire géologique complexe.
3/ définir quelle est l'origine de(s) fluide(s) et quelles sont les conditions de circulation. Cela permettra
de discuter des conditions de circulations des fluides actuels au sein du massif.
Pour mieux discriminer les processus et mécanismes spécifiques impliqués dans la formation des sources hydrothermales et des gisements métalliques, il est essentiel de contraindre à la fois le contexte structural et les conditions pression-température-temps (P-T-t) associées à la formation et aux réactivations des structures tectoniques. Il est également nécessaire de caractériser les circulations de fluides chenalisées par ces structures au cours de leurs différentes phases de réactivation. Néanmoins, il demeure souvent difficile de distinguer les différentes phases de circulation des fluides, ainsi que de retracer l'évolution de leur composition sous l'effet de la déformation et des interactions fluide-minéraux.
Le massif de l'Argentera-Mercantour est un massif cristallin externe situé au Sud-Est des Alpes. Il a été retenu comme zone d'étude car il est composé de blocs cristallins de natures différentes abritant des zones de failles dont certaines sont marquées par des épisodes hydrothermaux fossiles minéralisateurs (mines de Pb-Zn-Ag-F-U) et hydrothermaux actifs (sources). Ainsi, le massif de l'Argentera-Mercantour présente la particularité de permettre :
- l'observation de zones de déformation intense qui superposent 2 phases de déformation ductile d'âge Varisque ~300 Ma et Alpine ~30-20 Ma (e.g. Sanchez et al., 2011a ; Leclère et al., 2012 ; Simonetti et al 2021),
- l'observation de zones de déformation réactivées en régime cassant qui, pour certaines, semblent localiser des circulations actives ou anciennes. Ce sont ces dernières qui constitueront la cible principale de l'étude.
Le cadre régional de l'évolution P-T du massif de l'Argentera-Mercantour est réalisé grâce à la compilation des données thermochronologiques disponibles dans la région (Bogdanof et al., 2000 ; Bigot-Cormier et al., 2006 ; Sanchez et al., 2011b), complétée par l'acquisition de nouvelles données thermochronologiques moyenne température (ZHe) à basse température (AFT, AHe). Cela permet d'obtenir le cadre P-T lors de l'activité des failles et des circulations fluides associées (article en cours de rédaction).
En s'appuyant sur les données thermochronologiques et structurales (Boschetti et al., 2025) préalablement acquises, une étude multidisciplinaire - intégrant des approches minéralogiques, géochimiques et géochronologiques - sera ensuite menée. Elle nécessitera des développements méthodologiques en lien avec la préparation et l'analyses d'échantillons argileux.


L'objectif général de la thèse est de proposer un modèle intégré des circulations de fluides ainsi que de leurs effets potentiels, notamment la formation de minéralisations. Ce modèle doit être envisagé à l'échelle d'un massif atelier. Ce sujet de thèse repose sur une approche pluridisciplinaire et l'utilisation de techniques analytiques variées.
Dans un premier temps, des études multi-analyses le long de transects à travers des zones de failles seront réalisées (analyse pétrographique et minéralogique, caractérisation géochimique). Ensuite, l'étudiant se focalisera sur les minéraux nouvellement formés, et en particulier des minéraux argileux (thermométrie des chlorites, datation des illites par méthodes radiométriques, micro-thermométrie par inclusions fluides). De plus, les fluides hydrothermaux actuels seront également étudiés (analyses chimiques, rapports isotopiques de l'hélium). Les résultats alimenteront des modèles d'interactions fluide/roche et de transport réactif (PhreeqC).