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Résumé

Les gisements à Zn, Pb, (Ba, F) de Belgique se répartissent au sein de trois districts. L'essentiel des productions du passé (environ 1.500.000 t de Zn + Pb) est cependant concentré dans un seul: le Synclinorium de Verviers. Les gisements exploités étaient de type filonien ou paléokarstique. Entre 1964 et 1973, des sondages ont mis en évidence un gisement principalement barytique, et accessoirement plombo-zincifère, à Chaudfontaine. Le contrôle stratigraphique du corps minéralisé de Chaudfontaine, la présence de structures sédimentaires mettant en jeu des cristaux de barite et de sphalérite, la nature métacolloïdale de certaines phases minérales et l'existence d'indices minéralisés situés au même niveau stratigraphique dans d'autres sondages éloignés de Chaudfontaine (Heibaart, Booischot, Bolland, Soumagne) ont permis d'affirmer que la minéralisation de Chaudfontaine était contrôlée par des phénomènes sédimentaires. Ces conclusions ont été confortées par l'étude des inclusions fluides de la barite et des étudesde géochimie isotopique (S, C, O, Sr, Pb). En particulier, les isotopes du Pb soulignent le rôle joué par les sédiments givétiens et frasniens en tant que piège transitoire des métaux introduits par voie sédimentaire. Effectivement, des anomalies lithogéochimiques ont été mises en évidence dans de nombreuses localités des Synclinoria de Verviers et de Namur, aussi bien dans les shales que dans les carbonates méso et néodévoniens. C'est d'ailleurs à cause de la présence d'anomalies zincifères importantes dans les shales de la Formation d'Aisemont (Frasnien supérieur), à Trooz, qu'une étude par diffraction de rayons X des shales frasniens a été entreprise. Elle a révélé la présence de minéraux interstratifiés susceptibles d'adsorber certains métaux. Des recherches diversifiées (géologiques, pétrographiques, paléogéographiques, géochimiques, etc...)conduites sur le gisement de Chaudfontaine et sur les terrains encaissants, dans les Synclinoria de Verviers et de Namur, ont permis de dégager des métallotectes positifs: position stratigraphique, liaison à une formation biostromale, proximité d'un haut-fond et de milieux évaporitiques, nature siliceuse de la roche support, et indices de surface. Le piège du gisement de Chaudfontaine consiste en de petites cuvettes situées au sommet du deuxième biostrome à Phillipsastraea de la Formation d'Aisemont. Elles ont été amenées temporairement à l'émersion et ont évolué vers des conditions évaporitiques (source du S). Les métaux proviennent du dénoyage des sédiments pélitiques d'un bassin subsident. La précipitation de la barite s'est effectuée dans une zone de mélange de deux solutions différentes, l'une apportant le soufre, l'autre les métaux. Finalement, on présente un modèle métallogénique relatif à tous les gîtes à Zn, Pb, (Ba) du Synclinorium de Verviers. Il illustre les notions de permanence et d'héritage. Les métaux de l'ensemble du système proviennent de l'altération continentale. Ils ont été véhiculés notamment par adsorption sur des pélites et ont été introduits dans les sédiments d'un bassin subsident. Ils ont été remobilisés pendant la diagenèse, après l'orogenèse varisque et éventuellement aux diverses périodes d'émersion. Au cours de ces diverses étapes, ils ont précipité à des fronts de dolomitisation, à des fronts d'échange de nappes de natures différentes et dans des pièges sédimentaires, karstiques et tectoniques. L'étude conclut sur les perspectives de prospection dans le Synclinorium de Verviers.

Abstract

Zn, Pb, (Ba, F) Belgian ore deposits are distributed into three districts. However, in the past, the main productions (around 1.500.000 t of Zn + Pb) were concentrated only into one of the districts, the Verviers Synclinorium. All the mined ore deposits were vein - or paleokarst-type deposits. In 1964, a barite ore deposit, with some sphalerite and galena, was discovered at Chaudfontaine by drillhole. The stratigra- phic control of the Chaudfontaine ore body, the presence of sedimentary structures with barite and sphalerite crystals, the metaco1loidal nature of some mineralogic phases and the presence of other mineralized occurrences in other drillholes, far away from Chaudfontaine (Heibaart, Booischot, Bolland, Soumagne) have led to the conclusion that the Chaudfontaine deposit was of sedimentary origin. This conclusion has been supported by the study of the fluid inclusions of the barite and by isotopic studies (S, C, O, Sr, Pb). In particular, the Pb isotopes emphasize the role of the Givetian and Frasnian sediments as transitory traps for metals introduced during the sedimentation. Effectively, lithogeochemical anomalies have been discovered in many localities of the Verviers and Namur Synclinoria, as well in the Meso and Neodevonian shales as in the carbonates. It is, indeed, because of the discovery of huge zinciferous anomalies at Trooz, in the shales of the Aisemont Formation (Upper Frasnian), that a study by X-ray diffraction has been performed on the Frasnian shales. This has indicated the presence of many interstrati- fied minerals which can have adsorbed metals. Various researches (geological, petrographical, paleontolo- gical, geochemical, etc...) undertaken on the Chaudfontaine deposit and on the country rocks, in the Verviers and Namur Synclinoria, have permitted to define ore guides: stratigraphic position, connection to a biostromal formation, vicinity of a high and evaporites, siliceous nature of the host-rock, and surface mineral occurrences. The trap of the Chaudfontaine ore deposit consists of small depressions on the top of the second Phillipsastraea biostrome of the Aisemont Formation. They have temporary emerged and have evolved to evaporitic conditions (source of S). The metals come from the dewatering of a pelitic subsidizing basin. The precipitation of barite has occurred in a zone of mixing of two different solutions: the first, bringing the sulfur, the second, bringing the metals. Finally, a metallogenic model has been presented for all the Zn, Pb, (Ba) deposits of the Verviers Synclinorium. This illustrates the notions of permanency and inheritance. The metals from this system could come from the continental weathering. These have been carried out, in particular, by adsorption on pelites, and have been introduced into a subsidizing basin. They have been remobilized during the diagenesis, after the variscan orogeny, and eventually, at the periods of emersion. At each successive stage, the metals have precipitated at fronts of dolomitization, at fronts of mixing of various solutions and into sedimentary, karstic and tectonic traps. The study concludes with the chances of success on prospecting in the Verviers Synclinorium.