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Terre Univers Environnement

"Distribution et fractionnement des Terres Rares dans des latérites"

26 juin 2012

Titre : Distribution et fractionnement des Terres Rares dans des latérites

Laboratoire de rattachement : ISTerre

Encadrant : Emilie JANOTS, Fabrice Brunet et Manuel Munoz, équipe Minéralogie et environnements

Téléphone : 04.76.51.40.76

Mots clés : pétrologie, minéralogie, géochimie

Description courte : L’objectif de ce stage est de déterminer la distribution et fractionnement des terres rares dans des gisements de type « ion adsorption », avec une approche combinant pétrologie, minéralogie de haute résolution (spatiale et concentration) et géochimie.

Contexte et objectifs de la mission de stage :

Du fait d’un besoin croissant en Terres Rares (REE) dans les technologies de pointe (métallurgie, défense et énergies alternatives), il apparaît de plus en plus urgent de diversifier les sources, aujourd’hui très limitées (Chine : 95%), d’approvisionnement en Terres Rares et d’envisager de nouveaux gisements voire de nouvelles méthodes d’extraction/séparation.
Pour cela, il est nécessaire de définir quels sont les minéraux porteurs de REE dans différents contextes et de comprendre les processus naturels qui provoquent leur concentration voire leur séparation. Dans les gisements d’origine magmatique (pegmatites, magmatisme calco-alcalin, carbonatites), les minéraux de REE sont bien identifiés et correspondent principalement à des phosphates et des carbonates de REE. Dans les gisements de type « ion adsorption » qui se développent dans les latérites, les phases porteuses et les processus de concentration restent encore mal compris (e.g. sorption sur les argiles vs incorporation dans phosphates)
Fort des connaissances de l’équipe encadrante sur 1) la minéralogie des REE (Berger et al., 2008 ; Janots et al. 2006, 2007, 2008, 2011 ) et 2) sur leur comportement géochimique (Martin et al., sous presse ), nous proposons de déterminer la distribution et le fractionnement des REE dans des échantillons latéritiques. Ce projet fait suite à un stage de M2 qui a donné des résultats extrêmement prometteurs (F. Bernier, 2011-2012). Pour ce stage, nous proposons d’appliquer la même approche qui consiste à combiner l’analyse pétrologique/minéralogique classique (microscopie électronique à balayage ; séparation de la fraction argileuse, diffraction des rayons X), avec des analyses géochimiques sur roche totale, et des analyses spectroscopiques (possibilité d’utiliser le rayonnement synchrotron si le temps de faisceau est accordé). Enfin, ce projet pourra être complété par une approche expérimentale visant à simuler les interactions fluides – roche afin de sonder l’effet de paramètres tels que le pH et le RedOx sur la mobilité et la redistribution des REE.

Bibliographie :

E. Janots, A. Berger and M. Engi, 2011. Physico-chemical control on the REE minerals in chloritoid-grade metasediments from a single outcrop (Central Alps, Switzerland), Lithos 121 (1-4) : 1-11

A. Berger, E. Gnos, E. Janots, A. Fernandez and J. Giese, 2008. Formation and composition of rhabdophane, bastnäsite and hydrated thorium minerals during alteration : Implications for geochronology and low temperature processes. Chemical Geology, 254:238-248

E. Janots, F. Brunet, B. Goffé, C. Poinssot, M. Burchard & L. Cemic, 2007. Thermochemistry of monazite-(La) and dissakisite-(La) : implications for monazite and allanite stability in metapelites. Contributions to Mineralogy and Petrology, 154 : 1-14

E. Janots, F. Negro, F. Brunet, B. Goffé, M. Engi & M.L. Bouybaouène, 2006. Evolution of the REE mineralogy and monazite stability in HP-LT metapelites of the Sebtide complex (Rif, Morocco). Lithos, 87(3-4):214-234

Martin, C., Brunet, F., Duchêne, S., Luais, B., Deloule, E. (2011) REE andt Hf distribution between pyrope and NaCl-bearing water at eclogitic facies conditions. Eur. J. Mineral.

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