Comment se forment les cheminées hydrothermales ?

L'émergence sur le plancher océanique de ces fluides chauds, acides, riches en gaz et métaux dissous entraîne, au contact de l'eau de mer froide (2deg.C), la précipitation des métaux sous forme de sulfures polymétalliques qui forment des cheminées puis, par accumulation, des amas sulfurés. Ces sulfures polymétalliques sont majoritairement des minéraux de sulfures de fer, de cuivre et de zinc (pyrite, chalcopyrite, sphalérite...), hôtes de faibles concentrations d'éléments chalcophiles (Co, Se, As, Ag...).

Que contiennent elles ?

Ces cheminées et amas sont échantillonnés au cours de plongées en submersibles. La recherche d'éléments traces dans ces minéraux nécessite l'utilisation de techniques d'analyses performantes et le développement de procédures d'analyses particulières, du fait de gênes occasionnées par la matrice et de la quasi-absence de standards minéraux aux teneurs certifiées. Les méthodes utilisées pour l'analyse globale de l'échantillon, sous forme de poudre, sont la fluorescence X et l'activation neutronique (coopération avec le CEA de Saclay). L'analyse ponctuelle se fait sur les minéraux, une fraction de l'échantillon étant englobée dans une résine puis polie (lame mince ou section polie). Les méthodes utilisées sont la microsonde électronique, la microsonde protonique (CEA Saclay) et l'ICP-MS ablation laser (coopération avec le BRGM à Orléans).

Pourquoi les étudier?

Ces analyses permettent de mettre en évidence les enrichissements différenciés des phases minérales selon les contextes géodynamiques et renseignent nos études sur le comportement géochimique des éléments lors du processus hydrothermal. Hormis un intérêt métallogénique lié à la présence de métaux précieux (Or, Argent), cette étude a pour objet d'améliorer la compréhension des mécanismes de formation des gisements sous marins actuels et celle des gisements analogues fossiles.