Plombotectonique des gisements du Maroc

Plumbotectonics of Moroccan ore deposits

¹ Université d’Orléans/Institut des Sciences de la Terre d’Orléans (ISTO), UMR 7327-CNRS, 1A rue de la Férollerie, 45071 Orléans Cedex 2, France
² Université du Québec à Montréal, Département des Sciences de la Terre et de l’atmosphère, CP 8888, succursale Centre-Ville, H3C 3P8 Montréal, Québec, Canada

^* Auteur correspondant : eric.marcoux@univ-orleans.fr

Reçu : 1 Juin 2020
Accepté : 6 Mai 2021

Résumé

La synthèse de 240 analyses isotopiques du plomb, mesurées sur les gisements miniers marocains d’âges édiacarien à néogène appartenant à tous les domaines géotectoniques du Maroc autorise une réflexion globale sur la métallogénie du Maroc. Les compositions isotopiques varient grandement, de 17,738 (Bou Skour) à 18,905 (Draa Sfar) pour le rapport ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb, et de 15,521 à 15,706 pour le rapport ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb. La source du plomb des gisements étudiés se situe dans la croûte continentale supérieure, excepté pour ceux de l’Anti-Atlas (Bou Skour, Imiter…) et certains du Haut-Atlas (Azegour) à nette contribution du manteau. Les variations isotopiques relevées à l’échelle d’un district résultent soit de la présence de plusieurs événements hydrothermaux superposés sollicitant différentes sources locales comme à Tighza, soit d’un seul événement perturbé par la segmentation d’un bassin volcanosédimentaire, comme pour les amas sulfurés des Jebilet et Guemassa. À l’échelle du gisement (Draa Sfar, Bou Skour), les variations isotopiques résultent de la superposition de plusieurs événements hydrothermaux avec chacun leur propre plomb et métaux associés. Globalement, on peut distinguer trois générations de plomb incorporées successivement dans le socle géologique marocain par le magmatisme et/ou l’hydrothermalisme, caractérisées par leurs rapports ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb : 17,74–17,90 (panafricain), 18,10–18,40 (hercynien) et 18,75–18,90 (alpin). Le plomb panafricain est présent dans l’Anti-Atlas, et très localement dans la Meseta (Bouznika), et se nourrit en partie du magmatisme mafique du Gondwana. Le plomb hercynien est le plus représenté et affiche une rupture définitive dans la source des métaux dès lors exclusivement crustale. Il envahit tous les domaines marocains, y compris l’Anti-Atlas, où il remobilise et se mélange avec le plomb panafricain. Le plomb alpin, plus discret, jalonne la large écharpe allant d’Agadir à Nador qui trace en surface le panache mantellique des Canaries et accompagne un magmatisme néogène qui peut aussi avoir agi comme simple moteur remobilisant le plomb hercynien, notamment pour former les gisements MVT de Touissit. Les plombs hercynien et alpin sont en partie responsables du rajeunissement des minéralisations néoprotérozoïques, comme à Bou Azzer ou Imiter. Le Maroc illustre le modèle de Sawkins avec un apport majeur du plomb lors du magmatisme fini-orogénique. Les résultats isotopiques plaident en faveur de remobilisations successives du plomb stocké dans des réservoirs primaires et secondaires avec des phénomènes d’héritage. Enfin le bon transfert de la signature isotopique du plomb des gisements aux gossans de surface, notamment pour les gisements stratiformes de sulfures polymétalliques de type Hajar, montre que la géochimie isotopique du plomb est un outil utilisable pour l’exploration minière au Maroc.

Abstract

The synthesis of 240 lead isotopes analyses, measured on Moroccan ore deposits of Ediacarian to Neogene ages located in all geotectonic domains of Morocco allows a global reflection on the metallogeny of Morocco. The isotopic compositions vary widely, from 17.738 (Bou Skour) to 18.905 (Draa Sfar) for the ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb ratio, and from 15.521 to 15.706 for the ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb ratio. The source of lead in the studied deposits is located in the upper continental crust, except for those in the Anti-Atlas (Bou Skour, Imiter, etc.) and some in the High Atlas (Azegour) with a clear mantellic contribution. Isotopic variations noted at the scale of a district result either from the presence of several superimposed hydrothermal events calling upon different local sources as at Tighza, or from a single event disturbed by the segmentation of a volcanosedimentary basin, as for the Jebilet and Guemassa ore deposits. At the scale of the deposit (Draa Sfar, Bou Skour), isotopic variations result from the superposition of several hydrothermal events each with their own lead and associated metals. Overall, we can distinguish three generations of lead incorporated successively into the Moroccan geological basement by magmatism and/or hydrothermalism, characterized by their ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb ratios: 17.74–17.90 (Panafrican), 18.10–18.40 (Hercynian) and 18.75–18.90 (Alpine). Panafrican lead is present in the Anti-Atlas, and very locally in the Meseta (Bouznika), and feeds in part on the mafic magmatism of Gondwana. Hercynian lead is the most represented and displays a definitive rupture in the source of metals, which is now exclusively crustal. It invades all Moroccan areas, including the Anti-Atlas, where it re-mobilizes and mixes with the panafrican lead. Alpine lead, more discreet, marks out the large scarf going from Agadir to Nador which traces on the surface the mantle plume of the Canaries and accompanies a Neogene magmatism which may also have acted as a simple engine remobilizing Hercynian lead, in particular to form MVT deposits from Touissit. The Hercynian and Alpine lead influxes are partly responsible for resetting the Neoproterozoic mineralization, as at Bou Azzer or Imiter. In the Sawkins’s model, lead isotopic results support successive remobilisations of lead stored in primary and secondary tanks, as well as inheritance phenomena. Finally, the good transfer of the isotopic signature of lead from ore deposits to surface gossans shows that the isotopic geochemistry of lead is a useful tool for mineral exploration in Morocco, moreover for stratiform polymetallic sulphides ore deposits of Hajar type.