Carole Larose Professeur associée IFE-ENSLyon

rue du Maulévrier 76000 Rouen Tél : 02 35 07 08 80 Fax : 02 35 07 47 28

carole.larose@ac-rouen.fr Gerard Vidal IFÉ-ENS de Lyon

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gerard.vidal(at)ens-lyon.fr IFÉ-ENS de Lyon Ce livret est mis à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International 2017 Carole Larose Cette production présente les deux journées de stage au Centre Briançonnais de Géologie Alpine. Ce stage est proposé aux Inspecteurs généraux de SVT, aux inspecteurs pédagogiques régionaux, aux professeurs en classe préparatoire BCPST et de faculté ainsi qu'aux formateurs académiques investis dans les géosciences.. Le plan national de formation organise pour la deuxième cession "les journées des Sciences de la Terre". Cette formation a pour objectif de réunir des professionnels de l'éducation, des chercheurs mais également des entreprises et des associations autour des géosciences. Ci-joint le descriptif de ces journées. Programme: Géodynamique et ressources minérales M Bertrand Pajot, Inspecteur Général de l’Éducation Nationale, doyen du groupe des Sciences et Technologies du Vivant de la Santé et de la Terre remercie l'ensemble des participants de leur présence et présente les conférenciers. M Raymond Cirio, président du Centre Briançonnais de géologie Alpine présente et remercie les partenaires présents à cette manifestation. Le président de la société géologique de France intervient pour donner des informations sur la revue Géochronique " le potentiel minier métallique Français" et la revue Géologues "le renouveau minier Français" édités par cette société. Les différents paragraphes de cette production présentent les notes prises lors des conférences ou sur le terrain. Chrystèle Verati est maître de conférence à l'université de Nice. Les ressources présentées lors de cette conférence sont présentées sur le site de la Société géologique de France. Ce thème prend tout son sens car cette thématique intervient dans les programmes de collège et de lycée. Rappel sur les trois types de substances énergétiques, non métalliques (minéraux industriels comme le talc, le gypse, la potasse...) et métalliques, nous aborderons uniquement les substances métalliques surtout les métaux d'alliage ( Cr, Co, Fe...) et de base ( Cu Pb, Al ), les métaux rares (lithium, Terre Rares...). Tout solide, liquide ou gazeux à valeur économique non renouvelable, c'est une anomalie de concentration d’éléments qu'il faut comprendre. L'exemple du Cu dans la chalcopyrite avec 35% ou encore Au dans les pépites d'or avec 100%. Il existe deux types de gisements: ceux qui sont associés aux processus orogéniques et ceux qui sont liés au magmatisme intraplaque ou à des processus superficiels donc non orogéniques. Dans le cadre de l’accrétion océanique: les fumeurs noires au niveau des dorsales, des bassins d'arrière arc ou dans les bassins marginaux avec des minerais de Pb, Zn, Cu. Le processus de reconcentration est l'hydrothermalisme océanique dû au flux géothermique élevé. L'eau de mer devient un fluide hydrothermal et réagit avec l'encaissant (basalte et gabbro) avec hydratation de la croûte et un métamorphisme dans le faciès schistes verts avec un lessivage des métaux. Il en existe 3 types: le type KUROKO dans les arcs et arrière arcs. Le type CHYPRE est associé à un contexte d'arrière arc et de dorsale (site Snake Pit représente plusieurs dizaines de m de hauteur ) et le type BESSHI correspond au type CHYPRE auquel on associe des sédiments. Si on fait une coupe des amas sulfurés, on en retrouve une grande partie en profondeur. Le type KUROKO correspond à une roche volcanique entièrement remplacée par des éléments métalliques. Beaucoup de ces amas se retrouvent à Terre par obduction , celui en Espagne est le plus vaste du monde dans un océan du Dévonien. A Saint Véran, on trouve une association chalcopyrite c'est à dire le remplacement de la serpentinite et de la serpentinite. En métropole, dans la Brévenne ( partie du Massif Central), on voit des pillows lavas avec une minéralogie de Schistes verts. Ils représentent à- 370 Millions années, la subduction qui a lieu de l' Est vers le Sud au niveau de la Brévenne qui est un ancien bassin d'arrière arc, on retrouve des amas sulfurés. En Guadeloupe, il y a une grande activité hydrothermale dans la zone de subduction due au gradient géothermique élevé. (100° par km ). On a alors deux grands types de gisements: un est lié à une périphérie de l'axe volcanique de subduction à une profondeur de moins d'un km dans les gisements épithermaux (gisement sous forme de filons) et le second plus profond sous forme de massifs. Le système Bouillante est un système épithermaux mais qui n'est pas encore exhumé. Les plus gros gisements de porphyres cuprifères sont dans des zones de subduction actives et sont dans les Andes. Dans ces mines à ciel ouvert, on tourne autour du pluton de granodiorites. Pas de porphyre cuprifère en Métropole mais on a découvert des gisements épithermaux dans les Antilles. L'or se concentre dans les gisements épithermaux et précipite en profondeur et se concentre dans l'Arc Téthysien et sur toute la ceinture de Pacifique donc la répartition se fait suivant le contexte géodynamique. Dans le contexte de collision, le métamorphisme orogénique, des granites de collision et des failles à l'échelle lithosphériques, ces trois processus sont responsables. les failles: gisement d'or en Europe en particulier à La lucette, le Bourneix, l'or est lié à des veines de quartz. Gisement lié à l'anatexie: pierres précieuses, le magma granitique génère des auréoles avec des zones préférentielles pour concentrer les minerais. Selon la température cristallisent différents types de minerais. (fluorine, à base de Fer, de tungstène, étain) . Ces minerais se trouvent avec les granites de collision dans le massif Armoricain par exemple. métamorphisme : reconcentration d’éléments préexistants dans les pegmatites, processus de reconcentration par cristallisation fractionnée. 2 types de gisements dans des sédiments détritiques SEDEX dans des contextes de rift (la plupart sont stratifiés ) ou carbonatés MVT dans un contexte de plate forme carbonatée mais ils sont disséminés dans les carbonates ( sulfure de Zinc et de plomb) . On trouve ces gisements en bordure Cévénole. II en existe plusieurs. Certaines correspondent à une activité magmatique indépendante du contexte géodynamique comme les points chauds. On trouve les kimberlites, des roches volcaniques sous un craton continental épaissi qui permet la mise en place les diamants: stable en dessous de 200 km de profondeur dans une lithosphère très épaissie qui atteint 250 km de profondeur. Un magmatisme de type Archéen avec des flux géothermiques très grands avec des gisements de Nickel et de Chrome, et de Platine: les éléments lourds se concentrent dans les cumulats dus à la cristallisation fractionnée dans un contexte magmatique de forte fusion partielle dans une énorme chambre magmatique (plusieurs centaines de km de diamètre) Les processus de surface reconcentrent les éléments sous l'effet de la gravité, par érosion, l'hydrographie, les placers où on trouvent des éléments denses comme Au, des diamants, et Ag : les méandres s'amoindrissent et concentrent alors les minéraux les plus denses. (ressources guyanaises par exemple). De même pour la formation des sols: la Bauxite et les latérites se développent dans un climat chaud de fortes précipitations, un climat de type tropical comme par exemple dans les Bauxites de Brignoles (riche en Aluminium) et en nouvelle Calédonie où l'on trouve du Nickel en plus à cause de la roche mère. Les Terres Rares sont des éléments chimiques utiles en téléphonie mobile et dans la fabrication les panneaux solaires. 80% des mines sont situées en Chine dans des zones tropicales avec une forte argitilisation du substrat rocheux. Reconcentration des Terres Rares dans un craton. Jérémie Melleton du BRGM. L'utilisation des métaux a lieu depuis le début de l'ère industrielle , la palette d'utilisation s'est développée avec l'arrivée de l'informatique et de l'électronique et la transition énergétique photovoltaïque. Dans une économie de croissance, le recyclage est insuffisant, il y a des pertes lors du recyclage et certains procédés ne sont pas rentables ou pas développés notamment pour les Terres Rares. Les prix sont très variables: ils suivent à court terme les coûts du pétrole mais cette corrélation est moins nette à partir de 2006; ils varient également sur le long terme. L'émergence des BRICS ( Brésil, Chine) crée des tensions sur les marchés des ressources minérales. Le minerai est moins riche, il y a une baisse des teneurs car les zones en surface ont déjà été exploitées. Les nouveaux gisements sont beaucoup plus profonds au-delà de 1000 m de profondeur et dans des milieux hostiles. Les ressources ne sont pas situées de façon homogène sur Terre, la Chine est producteur principal et il y a quelques centres secondaires. Un gisement est donc une notion économique qui dépend de la connaissance de la concentration métallifère. Les processus à l'origine des gisements: magmatisme, réajustement isostatique, pression de confinement, convection thermique, altération, gravité. Les métaux sont en général associés à d'autres Au et Ag avec Zn par exemple Actuellement , il y a une production significative de minéraux industriels de talc par exemple, de gypse aussi. En revanche, les exploitations minières sont très faibles. Les anciennes exploitations minières datent de -2500 ans entre le Chalcolithique et l'âge de Bronze, il y a eu aussi une activité forte durant l'Antiquité puis plus faible au Moyen Age , on note une reprise fin du 18ème siècle jusqu'aux années 1980. L'inventaire minier réalisé entre 1975 et 1993 propose 107 nouveaux gisements mais à cette époque les cours miniers étaient très faibles ce qui n'est plus le cas. En 2012, de nouvelles études sont réalisées et classent les gisements en fonction de leur potentiel . Les métaux sont localisés en fonction du contexte géodynamique. Exemple le tungstène: le gisement se met en place en contexte associé aux intrusions granitiques, il en existent différents types comme: les skarns dans le Sidobre ou encore Salau (Ariège) Le stockworck avec des filons qui recoupent l'encaissant à Montredon- Labessonie le pipe bréchique dans le limousin (30 km de Limoges) associé à des gneiss la minéralisation disséminée , la recristallisation se réalise au niveau du toit des granites les granites à métaux rares (métaux incompatibles qui se concentrent dans les dernières phases de la cristallisation fractionnée) dans l'Allier, le granite de Beauvoir avec du lithium, tungstène, le gisement est actuellement utilisé pour le Kaolin. L'antimoine deux types : filons hydrothermaux (filons de Dolérite dans le schiste avec une minéralisation d'antimoine) et disséminé stratiforme Au: Systèmes hydrothermaux tardi orogéniques et associés à des failles. La dernière mine a fermé en 2004. L'encaissant est de lithologie et de géométrie très variable: exemple le site de la Bellière dans les Vosges avec un système décrochant qui permet l'ouverture de veines. Les métaux de base : Zn, Pb, Cu Sedex et VMS (voir conférence précédente) La production française Filière de transformation pour l'antimoine et le tungstène. Le contexte cadomien n'est pas bien connu, il pourrait apporter des perspectives, le potentiel est connu depuis l'inventaire ( antimoine, tungstène, granites à métaux rares) mais en France métropolitaine il y a absence de porphyres et épithermaux Si vous souhaitez en savoir plus Lien vers le site minéral info Didier Bonijoly du BRGM. Le domaine du changement climatique est une question sensible aujourd'hui. L'effet de serre est bénéfique car il permet une augmentation de la température sur Terre de -18° à +15 ° . Depuis la révolution industrielle, il y a eu l'émission de milliards de tonnes de CO2, l'effet de serre devient plus important et la température augmente. Deux effets: acidification de l'océan et changement climatique Dans le monde, 75 % de l’énergie est non renouvelable: il y a moins de charbon et de pétrole de consommés actuellement mais plus de gaz et on note un décollage des énergies renouvelables. La COP 21 de décembre 2015 à Paris a décidé d'essayer de maintenir à +2 degrés seulement l'augmentation de température sur Terre. Pour y arriver, il faut distribuer les efforts pour chacun des secteurs consommateurs: ce sont surtout les secteurs de l'électricité et de l'industrie qui sont concernés pour 62 % les transports seulement pour 18%. Il faut appliquer des contraintes et les efforts doivent porter sur le passage du charbon au gaz (on diminue par deux les émissions pour une même quantité d'électricité produite): les États Unis ont fermé les centrales à charbon et ouvert les centrales à gaz de schiste. De plus il faudrait mettre en œuvre pour 12 % le CSCV. Les solutions concernent principalement le CSV avec plusieurs techniques: le captage post combustion: on capte la fumée à la sortie de la cheminée et on retire le CO2 de cette fumée, la solution est opérationnelle depuis longtemps, elle utilise des amines on remplace le H par de l'éthanol radical C, on forme le mono éthanol amine. la deuxième solution est l'oxy-combustion: on brûle les combustibles fossiles dans un mélange oxygène gaz, il en résulte très peu de particules, du H2O et du CO2 que l'on capte ensuite par des méthodes de compression. La troisième solution est le captage précombustion: ce procédé consiste à extraire le carbone avant la combustion. Cela peut se faire en produisant du monoxyde de carbone à partir du combustible lequel réagit avec de la vapeur d'eau pour former d'une part du dioxyde de carbone, d'autre part du dihydrogène . Ces solutions existent mais sont coûteuses, elles sont développées en Chine au Japon et surtout au Canada et aux États Unis. Le CO2 pur est utilisé pour fluidifier le pétrole dans les Émirats Arabes. A la fin de l'exploitation du pétrole, le gisement sera utilisé comme zone de stockage. Aux États Unis, dans les usines à charbon, le CO2 est récupéré directement pour fluidifier le pétrole. Le CO2 pur peut aussi être stocké dans le sous-sol. Dans un certain domaine P/T il se comporte un peu comme un fluide c'est l'état supercritique correspondant à une profondeur de 800m, la pression est de 73.83 bars à une température de 31 °. On peut alors l'injecter dans une roche réservoir: dans des aquifères salées, des roches réservoir poreuse avec une eau inutilisable ou en fin de production d'un gisement de pétrole et de gaz. Une voie plus originale: le carbone peut s'organiser en feuillets ce qui donne du graphite puis diamants. On peut piéger le CO2 dans les espaces des feuillets. L'idée est de faire un forage dans une veine de charbon qui contient du méthane, on injecte le CO2 dans la veine et on exploite le méthane qui sort c'est gagnant/gagnant. La sécurité du stockage tient dans la couche couverture: c'est le point majeur du choix d'un site. Les capacités de stockage dépendant de la présence de bassins sédimentaires et les capacités de stockage sont bien réparties dans le monde. Les objectifs "bas Carbone" est publié . Objectif: neutralité Carbone en 2050. Les efforts porteront sur l'électrification, la rénovation des bâtiments anciens, un gros effort sur la construction de centrales à gaz en 2025 pour abaisser le nucléaire mais il faudra que ces centrales soient équipées de CSV et puissent donc stocker le CO2 pur. Le problème est de trouver des sites de stockage fiables. Nous avons 3 bassins sédimentaires, il faut chercher des sites comme le DOGGER du bassin de Paris avec une bonne roche couverture près des centrales à gaz pour éviter les coûts de transport du CO2 produit mais il faut aussi maîtriser le comportement de ce gaz en profondeur et mettre en place des techniques de surveillance des sites: une des techniques consiste à développer des méthodes géophysiques comme la sismique réflexion 4 D en fonction du temps comme sur le site Norvégien. Mais il faut aussi construire des scénarios de fuite et les solutions à mettre en place pour la sécurité du site. 250 millions de tonnes de CO2 à réduire. Sur l'industrie la solution de CSV est la seule mais la population n'est pas prête. Des perspectives sur l'utilisation du CO2 en regardant le cycle du Carbone sur un long terme. M jean-Marc Lardeau, docteur en géologie des zones profondes, est professeur de géologie à l'université de Nice. Il nous présente dans un premier temps les grands structures observables sur les cartes géologiques et dans les paysages puis nous interpelle sur les contextes possibles de mise en place du Cuivre de la mine de Saint Véran.

2009 ENS-Lyon Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. Jean-Marc Lardeaux qui présente une conférence sur la carte de France au millionième lors des journées de Formaterre à l'IFE-ENS Lyon en 2009

Les Alpes sont les montagnes les plus étudiées et elles le sont depuis longtemps. La première carte des Alpes a été établie en 1886. En 1896, une première reconnaissance des ophiolites est réalisée par 3 scientifiques Italiens. Dès 1909, Émile Argand établi les grandes limites du système alpin. Les limites sont définies: à l'ouest le grand chevauchement pennique frontal CFP et un décrochement dextre à l'Est. Les deux structures se réunissent en un prisme orogénique. Le chevauchement est un sous charriage jusqu'à 52 km de profondeur. Ces auteurs italiens et français avaient, avant Wegener, émis l'hypothèse d'une mobilité horizontale de la croûte continentale.

2017 Carole Larose Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. Jean-Marc Lardeaux fait des rappels scientifiques sur l'histoire des Alpes retracée à l'aide de la carte géologique au millionième.

Sur la carte des Alpes au millionième, on retrouve les caractéristiques d’une chaine de montagne continentale à savoir un double déversement et une certaine symétrie: un bassin flexural dans la croûte continentale déformée de la plaque Adriatique qui forme la plaine du Pô à l’Est et à l'Ouest un autre bassin flexural dans le Dauphinois. Entre les deux est présent l’éventail Briançonnais. On trouve également une croûte continentale dans le Cervin équivalente à celle de la zone Cézia. Dans le Piémontais, on rencontre des roches vertes et des chalcshistes organisés de part et d'autre d'un dôme de croûte continentale. On trouve des sédiments Briançonnais différents des sédiments Dauphinois datés de 130 millions d'années. Il y avait donc deux marges continentales(l’Europe et l’Apulie) de même structure et de même âge dont on ne connaît pas vraiment la dimension et au milieu un domaine océanique. Entre ces deux marges, on trouve des sédiments marins et du volcanisme sous marin est identifié: cela est donc un domaine océanique ouvert.

2017 Carole Larose Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. Schéma des structures évoquées

La dimension de l'océan ne peut en aucun cas être estimée avec des arguments géologiques. En revanche, le paléomagnétisme combiné à la stratigraphie est un bon outil. Cependant, on a un mauvais signal du paléomagnétisme dans les Alpes, d'où la difficulté d'une mesure précise de la dimension de cet océan. On estime cependant que la dimension serait de 900 km. De plus, il y a des marqueurs qui sont datés: les sédiments du système de divergence qui commence il y a 130 millions d'années pour se terminer à 100 millions d’années; les marqueurs de la collision sont sédimentaires (radiolarites et calcaires) et structuraux (bassins flexuraux). Il y a aussi des marqueurs tectoniques: les plis, les chevauchements, les décrochements. Le CFP est daté de 30 millions d'années ce qui correspond donc au début de la collision. La subduction a lieu entre les deux périodes soit pendant 70 millions d'années. La carte métamorphique orogénique Alpine homologuée par la communauté scientifique ne fait pas mention des gabbros du Chenaillet. Ceux-ci ne peuvent pas avoir été subduits, ils appartiennent en fait à la plaque Africaine. M Campagne, IA/IPR de Lille a enregistré une partie des explications de M lardeau, vous pouvez les écouter ici :

2017 David Campagne 2017 David Campagne Cet enregistrement est mis à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International le son étant pris avec un téléphone il n'est pas homogène sur toute la bande son.

(Pour la version pdf vous pouvez retrouver le son en suivant ce lien) Premier arrêt: Les Métapélites. Les schistes lustrés n'existent pas dans le vocabulaire lithologique mondial, c'est un vocabulaire "Franco-Français". Il s'agit de métasédiments, les métapélites donc de roches métamorphiques. On trouve des micas blancs (muscovite de type phengite) dans le plan de shistosité (on pourrait alors presque les appeler micaschiste) en association avec des marbres très caractéristiques des sédiments océaniques (les métaradiolarites). On peut également trouver des baguettes bleues, la glaucophane dans ces métapélites. Dans le marbre, on trouve le minéral rectangulaire silicate calcique la lawsonite. L'association glaucophane et lawsonite permet de dire que cette roche appartient au faciès des schistes bleus basse température. On peut la dater grâce à la présence de potassium contenu dans le micas blanc à 55 millions années. Cette roche était donc en profondeur à l’Éocène.

2017 Isabelle Degobert Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. Les métapélites sont très déformées au dessus et le marbre se trouve en dessous. Ce sont des sédiments très fréquents.

Deuxième arrêt: Le métagabbro à glaucophane Cette roche grenue est constituée de deux minéraux essentiels plagioclases et clinopyroxènes, ces derniers étant entourés de minéraux de couleur bleue, la glaucophane. Ce métagabbro à glaucophane est l'une des roches appelées ophiolites ou roches vertes. Il contient également des minéraux de couleur verte de deux générations: la jadéite contemporaine de la glaucophane preuve d'un métamorphisme dans le faciès schiste bleu mais également un autre minéral la chlorite preuve d'un rétrométamorphisme (la glaucophane se transforme en actinote et chlorite). On ne peut cependant pas distinguer à l'oeil nu ces deux minéraux, seule l'observation au microscope révèle leur présence. Une reconstitution de l’histoire de cette roche est possible par datation relative des minéraux.

2017 David Campagne 2017 David Campagne Ce document est mis à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International le son étant pris avec un téléphone il n'est pas homogène sur toute la bande son.

(Pour la version pdf vous pouvez retrouver le son en suivant ce lien)

2017 Carole Larose Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. Les métagabbros à glaucophane

Nous sommes ici dans la zone Piémontaise qui se résume à des roches massives vertes emballées dans des roches grises très schistosées et des bancs plus épais, les marbres dans les métapélites. Dans le paysage on distingue des métagabbros très en relief, des métabasaltes ainsi que de la serpentinite très brillante. On trouve la trilogie mais ces roches ne sont plus dans leur position originelle, elles sont démembrées dans un ensemble de métasédiments, les reliefs "plus doux" correspondent à la métapélite. Remarque: le Chenaillet est une anomalie dans le système Alpin avec l'ensemble du plancher océanique car la trilogie se présente dans le paysage dans l'ordre.

2017 David Campagne 2017 David Campagne Ce document est mis à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International Le son étant pris avec un téléphone il n'est pas homogène sur toute la bande son.

(Pour la version pdf vous pouvez retrouver le son en suivant ce lien)

2017 Isabelle Degobert Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. Les métagabbros sont en relief dans un paysage correspondant à des roches moins denses

Les roches vertes (péridotite, métagabbro et métabasalte) sont des objets finis de forme allongée entourées de métapélites. Il y a des alternances lithologiques qui peuvent être des marbres (carbonates) ou des quartzites (métasédiments siliceux qui sont en fait des métaradiolarites). L'ensemble marbre+métapélite+métaradiolarite forme une trilogie océanique: les schistes lustrés de la zone Piémontaise. L’alternance lithologique n’est pas S0, elle est Sud. En aucun cas on ne peut prendre la mesure des structures et en déduire l’épaisseur. C’est la transposition tectonique. Ce que l’on observe n’est en aucun cas la géométrie initiale du système sédimentaire. Marcel Lemoine a essayé de reconstituer les paléoenvironnements en 35 ans de travail.

2017 Isabelle Degobert Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. Une lentille verte est entourée d'un cercle, difficile à observer cependant sur cette photo

La mine de Saint Véran se trouve à l'interface entre une lentille verte constituée de serpentinite et des métasédiments.

2017 Carole Larose Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. Le panorama offre une vue sur la mine de Saint Véran.

Les hypothèses explicatives de cette disposition des roches vertes présentées par deux écoles de pensée: première hypothèse proposée par les stratigraphes surtout, la disposition des roches vertes est due à une zone d'accrétion dans une dorsale lente. Le signal tectonique domine sur le signal magmatique. L'activité tectonique serait très importante avec de nombreuses failles normales, l'activité magmatique serait de moindre importance. Il y a peu de gabbros et de basaltes cristallisés et du manteau qui profite des failles normales et peut déjà être exhumé à la surface comme dans les systèmes de dorsale lente. Il y a un hydrothermalisme important et une bréchification, des blocs extrêmement fracturés. Le fond océanique est serpentinisé avec des poches de basaltes et de gabbros, l'ensemble étant très fracturé et emballé dans des sédiments formant une matrice , cette association s'appelle des ophicalcites (nom donné par Marcel Lemoine). Cet ensemble entre alors en subduction. Dans ce cas, le manteau appartient à la lithosphère océanique.

2017 Isabelle Degobert Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. les failles normales sont nombreuses et l'hydrothermalisme important.

Deuxième hypothèse, la disposition des roches vertes se fait dans une zone de subduction: la subduction est couplée, le cisaillement est fort à l’interface mécanique entre l’objet sous charrié et l’objet de la marge chevauchante. La lithosphère océanique se fragmente, elle sera alors emballée dans du manteau et dans des sédiments de la plaque supérieure ou de l'avant arc. Dans ce cas, le manteau est celui de la plaque chevauchante.

2017 Isabelle Degobert Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. le manteau est ici celui de la plaque chevauchante.

Dans le cas de Saint Véran, les deux hypothèses sont vraisemblables. Il faudrait déterminer si le manteau est océanique ou s'il appartient à la transition océan-continent.

2017 David Campagne 2017 David Campagne Ce document est mis à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International le son étant pris avec un téléphone il n'est pas homogène sur toute la bande son.

(Pour la version pdf vous pouvez retrouver le son en suivant ce lien) Le terme de marbre est un terme de carrier. (Pierre ornementale utilisée alors que le terme Marbre est en pétrographie un méta-calcaire, un marbre cipolin). La serpentinite est une péridotite qui se bréchifie, elle est très hydratée pratiquement 100%, extrêmement évoluée et il n'y a plus d'olivine. Plus la zone est claire, plus elle est hydratée. En plus de la serpentine, on trouve un minéral très hydraté, l'amiante. L'hydratation peut être liée au système océanique ou bien à hydratation du manteau de la plaque chevauchante dans la zone de subduction. Pour choisir entre les deux hypothèses (est elle Jurassique ou Éocène ?), il faudrait dater ces serpentinites mais cela n'a jamais été fait.

2017 David Campagne 2017 David Campagne Ce document est mis à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International le son étant pris avec un téléphone il n'est pas homogène sur toute la bande son.

(Pour la version pdf vous pouvez retrouver le son en suivant ce lien)

2017 Isabelle Degobert Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. Le stylo montre de l'amiante, minéral très fibreux et très hydraté. Le manteau est très hydraté.

Le magmatisme passe par la déshydratation des roches. Les fluides libérés ne peuvent pas provenir d’un basalte qui plonge, d’un gabbro qui plonge, d’une péridotite qui plonge. Il faut une évolution océanique (dans l’océan il n’y a pas de basalte, gabbro, péridotite, mais des méta basaltes des méta gabbros des serpentinites, qui eux peuvent libérer des fluides). Cette évolution est possible grâce à l’hydrothermalisme (les fumeurs noirs ou à l'hydratation de la lithosphère océanique). La zone de subduction est toujours associée à la présence d'un magmatisme calcoalcalin. La présence d'Andésite peut cependant être due aussi à l'effondrement gravitaire. On trouve des traces de produits magmatiques dans les bassins flexuraux, les édifices volcaniques ont disparu mais les roches existent. En arrivant à la mine, on trouve du métabasalte très riche en glaucophane donc formé dans le faciès schistes bleus appelé glaucophanite.

2017 Isabelle Degobert Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. La couleur bleue de cette roche est très révélatrice de la présence d'une grande quantité de glaucophane.

La mine se situe à l'interface métasédiment/serpentinite. Le cuivre est sous l'état natif (l’élément Cu) dans la serpentinite vert et aussi sous forme Cu5FeS4 (de couleur mauve) appelé bornite dans les métasédiments. La minéralisation se réalise aussi bien dans la péridotite que dans l’encaissement sédimentaire. Les niveaux les plus minéralisés sont controlés par la géométrie du système, ce sont des niveaux aplatis étirés dans la schistosité principale. La minéralisation suit l'architecture du système et c'est un élément important pour la prospection. Le refroidissement des fluides hydrothermaux sulfurés a conduit à la précipitation de la bornite. La dernière thèse effectuée sur cette mine aboutit à l’idée que la minéralisation se situe à l’interface. Mais aujourd’hui l’interface n’est pas sédimentaire mais tectonique. Le plan que l’on voit n’est pas un plan stratigraphique mais un plan de foliation. Tous les objets se positionnent dans le plan principal de cisaillement et deviennent parallèles au plan de schistosité, on ne sait rien de la géométrie initiale. Le cisaillement lié à la subduction est important, tous les objets se positionnent dans le plan de shistosité (changement de forme accommode les contraintes opposées). Il faudrait faire un calcul de l’ellipsoïde de déformation du gradient de déformation pour envisager la géométrie initiale, ce qui n’a jamais été fait. La géométrie actuelle n'est en aucun cas la géométrie de la minéralisation initiale mais c'est un élément important en terme de prospection La concentration en Cu peut être liée aux trois étapes de l'histoire de la chaîne de montagne: l'histoire océanique : accrétion océanique, hydrothermalisme. l'histoire de la subduction L'exhumation c'est à dire le retour à la surface en régime cisaillant ce qui peut disperser la ressource. Dans le cas de Saint Véran, au moins deux contextes se superposent peut être trois. La mine est fermée depuis 1957, les extractions ont été importantes, entre 1905 et 1957 environ 1000 T de cuivre métal ont été extraits ainsi qu'au néolithique. Il y a environ 200 gisements de cuivre en France, 22 ont eu une production significative dont la mine de Saint Véran.

2017 David Campagne 2017 David Campagne Ce document est mis à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International le son étant pris avec un téléphone il n'est pas homogène sur toute la bande son.

(Pour la version pdf vous pouvez retrouver le son en suivant ce lien) Nous avons ensuite consacré toute notre énergie à la recherche de roches contenant du Cu non oxydé ou oxydé.

2017 Isabelle Degobert Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. La mine est fermée depuis 1957.

La maison de la géologie est constituée d'une partie musée à l'intérieur de la structure et d'un géodrome à l'extérieur.

2017 Carole Larose Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. De nombreux espaces pour découvrir des roches époustouflantes, des animations, des modélisations, un panorama à 360°.

La maison de la géologie est aussi doté d'un géodrome situé à l'extérieur où nous emmène Raymond Cirio pour une petite présentation.

2017 Carole Larose Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. une petite explication de l'utilisation pédagogique des différents panneaux.

2017 Carole Larose Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. Le géodrome est un espace extérieur qui reconstitue l'histoire des Alpes.

Si vous souhaitez en savoir plus sur la maison de la géologie Lien vers le site de la maison de la géologie Bruno Ancel Plusieurs sources sont utilisées pour connaître le minerai et faire une analyse structurale, minéralogique et géochimique : les archives de la mine du XIXème siècle, la mine a été abandonnée en 1908 et il y a eu ensuite de nouvelles investigations en 1992 pour faire la cartographie avec le BRGM. Le minerai du Fournel est de la galène argentifère c'est à dire une mine de plomb mais pouvant contenir de l'argent. A argentière, la concentration est de 1. 1 à 1.6 pour mille d'Ag. La galène est du PbS mais il est associé avec du quartz et de la barytine et quelque fois à de la blende. La galène est présente pour 30 % au plus dans l'encaissant, il est alors appelé minerai riche. Si la galène est plus diffuse dans l'encaissant on l'appelle minerai pauvre. Le gisement est type filonien, le filon est lié à un mouvement de décrochement vertical. L'origine des fluides minéralisés n'est pas connue par manque d'étude. Le filon s'est formé au début du cycle Alpin dans des sédiments de quartzites. Il y a 25 millions années, le rejeu de la fracture permet la formation de la nappe de charriage dans le Briançonnais. Les relevés effectués permettent de retrouver les différents cisaillements. On trouve du minerai morcelé dans différentes positions hautes ou plus enfouies quelques fois comprises entre les quartzites et les schistes. C'est une géologie complexe. Après les réajustements s'effectue une fracturation de l'ensemble du massif, les mouvements verticaux entraînent un décalage des filons de minerai, le filon n'est donc plus continu, ce qui est difficile pour l'exploitation, il reste toujours du minerai dans la montagne. Les failles sont bien visibles dans la mine ainsi que les miroirs de faille. Enfin, l’érosion du quaternaire avec les glaciations ont donné des vallées en Auge ainsi que le surcreusement des torrents du au dégel des glaciers. L'érosion a alors permis la mise en évidence des filons à l'affleurement. L'exploitation de la mine entre en activité au début du X ème et s'est arrêté vers la fin du XVIII ème siècle: la datation au 14C avec du bois comporte des incertitudes en particulier liées à la sélection du bois qui permet la datation. Actuellement, c'est l'aubier du bois qui est utilisé et non du vieux bois. L’archevêque d'Embrun ainsi que le dauphin Guingues V ont des droits sur la mine mais c'est une autre entité qui l'exploite. Ils ont le droit de frapper monnaie, effectivement l'argent sert à fabriquer des pièces. Au XVIIIème siècle, il y avait un règlement minier. Celui-ci fixe un cadre général de l'exploitation: les ouvriers sont libres, il y a une administration minière avec des représentants des financiers, des actionnaires, des ouvriers, des cadres techniques qui fixe les taxes, les salaires, les règles de sécurité. Au moyen âge l'exploitation est majoritairement en surface. On en voit encore les déblais. On reconstitue une carte avec les différents sites exploités. L'extraction est alors de 15000 tonnes de minerai riche. En profondeur, les mineurs utilisent le feu pour casser l'encaissant, la quartzite très dure, on voit des traces de suies sur les parois. Les travaux modernes ont été entrepris au-delà des travaux du moyen âge de manière discontinue: une première tentative au XVIII mais il n'y a pas de nouveaux filons trouvés. La reprise s'effectue en 1840, ils achèvent alors une galerie où ils trouvent un gros panneau de minerai, les travaux s'étendent alors. La reprise consiste à passer tous les rejets de faille. Les ouvriers enlèvent le minerai riche et pauvre, les filons peuvent atteindre 8 m et forment alors des grands espaces qui seront remblayés par la suite pour éviter l'effondrement. La technique est l'explosif, l'avancée est alors de 5 à 6 m par mois. En 50 ans, 170 000 tonnes de minerai brut est extrait mais avec la même quantité d'argent qu'au moyen âge car le minerai est pauvre. Les techniques s'améliorent car le minerai extrait est de plus en plus pauvre et il faut vendre du minerai contenant environ 50% de galène : il y a des machines de concassages, de tri, de lavage. La descente jusqu'à la mine s'effectue par un petit chemin.

2017 Carole Larose Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. La mine d'Argentière est située au bord de l'eau.

Au moyen âge, des ânes étaient utilisés par les ouvriers pour remonter le minerai. Arrivés à la mine, nous sommes équipés de casques.

2017 Carole Larose Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. David Campagne, IA/IPR de Lille équipé pour entrer dans la mine.

L'entrée de la mine est placée très près du torrent ce qui lors des crues aurait pu être un vrai problème mais il ne semble pas qu'il y ait d'incident (les archives ne le mentionnent pas). Nous pénétrons dans la partie la plus récente de la mine, la galerie a dû être déblayée des sédiments par un groupe de volontaires. Elle est légèrement en pente vers l'extérieur pour permettre une évacuation des eaux. Notre guide nous explique alors que les galeries constituaient soit des points d'accès ou d'évacuation du minerai ou de l'eau. Il reste encore quelques veines de minerai non exploitées et visibles dans la quartzite.

2017 Carole Larose Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. Cette galerie était entièrement comblée de sédiments.

Nous pénétrons dans une salle plus grande où l’exploitation a dégagé de grande quantité de minerai. Les ouvriers dégageaient la roche avec des explosifs. Dans la journée, ils creusaient un trou à l'aide d'un outil pointu qu'il tournait et qu'il enfonçait au marteau pour atteindre une profondeur de 50 cm. Le soir, ils inséraient de la poudre noire, rebouchaient le trou et plaçaient une longue mèche. Les explosifs étaient placés tous les 30 cm environ. Le lendemain, ils déblayaient les débris. Dans l'une des salles, on trouve une pompe pour extraire l'eau, celle-ci fonctionnait grâce à une grande roue à eau provenant du torrent. Un treuil permettait de remonter le minerai placé plus en profondeur.

2017 Carole Larose Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. Ce treuil a été installé lors de l'exploitation plus récente de la mine pour déblayer les galeries en profondeur.

Nous nous dirigeons vers la partie la plus ancienne en passant les plans de faille. La partie de l'exploitation qui date du moyen-âge est composée de galeries dont le plafond est d'une inégale hauteur: la quartzite étant très dure, de grands feux étaient nécessaires pour la fractionner, des trous permettaient les arrivées d'air pour alimenter le feu et des galeries donnant sur l'extérieur permettaient alors l'évacuation des fumées. En hiver, les courants d'air étant plus forts, les feux étaient plus importants et dégageaient davantage de fumées, les plafonds étaient alors plus hauts. De cette façon, on estime que la progression était à cette époque de 5 m par an environ. Un petit musée présente les différentes étapes de l'exploitation et présente le minerai ainsi que les outils pour l'extraire. Un petit film présente la bourgade d'Argentière, la situation géographique de la mine, les étapes clés de l'exploitation.

2017 Carole Larose Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. Ce musée expose des outils utilisés dans les mines et il y a de nombreux panneaux explicatifs sur l'exploitation du gisement.

Nous nous retrouvons à la sortie de la mine au petit musée pour le dernier apéritif clôturant ces journées. en compagnie de M Pajot et M Cirio. Nous partageons le dernier pique-nique et profitons de ces derniers moments avec un soleil splendide devant un paysage superbe.

2017 Carole Larose Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International. Derniers moments d'échanges entre formateurs, universitaires et les inspecteurs.

Ces deux journées ont été un incroyable moment de réactualisation et d'enrichissement des connaissances. Ces journées ont également permis des échanges très fructueux entre formateurs, avec des professeurs de faculté, des IA/IPR d'autres académies ainsi qu'avec les 3 inspecteurs généraux: M Pajot, M Moullet et M Rojat.