Le gisement à étain–cuivre–indium de Charrier (Allier) : un skarnoïde viséen (340 Ma) traceur de la métallogenèse varisque du nord Massif central

The Charrier (Allier) tin–copper–indium ore deposit: a Visean (340 Ma) skarnoid tracer of the Variscan metallogenesis in the northern Massif Central

¹ Institut des Sciences de la Terre d’Orléans (ISTO), UMR 7327 Université d’Orléans, 1A rue de la Férollerie, 45071 Orléans Cedex 2, France
² Université de Rennes, CNRS, Géosciences Rennes, UMR CNRS 6118, 35000 Rennes, France
³ TSL, 1223 rue du Bois la Ville, 54200 Toul, France

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

Reçu : 6 Mai 2022
Accepté : 24 Octobre 2022

Résumé

Charrier est un petit gisement de cuivre–étain riche en indium de type skarnoïde du Forez (nord du Massif central). Il est encaissé dans une série volcanosédimentaire du Dévono-dinantien au contact du granite viséen des Bois-noirs. Sa genèse comprend une étape précoce oxydée de haute température (vers 550–350 °C) à cassitérite–magnétite, suivie d’une étape réduite sulfurée (vers 350–250 °C) à bornite–chalcopyrite dominantes avec wittichénite, tennantite, sphalérite, bismuthinite et roquesite (CuInS₂) qui se déroule en conditions de pH acide et de faible fugacité en soufre. L’apatite hydrothermale fournit un âge U–Pb de 340,7 ± 2,6 Ma identique à celui du granite (341 ± 4 Ma) ; il est confirmé par l’âge U–Pb de 332 ± 12 Ma obtenu sur cassitérite. Le gisement s’est donc formé au début de l’extension tardi-varisque par l’action des fluides magmatiques à Sn–Bi–In issus du granite des Bois-noirs (341 ± 4 Ma) ayant interagi avec la série volcanosédimentaire. Charrier pourrait traduire la superposition d’un district à cuivre sur une vaste ceinture à étain (et tungstène), ce qui suggère la présence d’autres gisements de cuivre/étain dans cette région. Cette superposition est bonifiée par une richesse particulière en indium du nord-Forez, ce métal s’exprimant du Viséen (roquesite de Charrier) jusqu’au Lias (sphalérite à indium des filons plombo–zincifères), illustration du phénomène de permanence métallique.

Abstract

Charrier is a small indium–rich copper–tin deposit of the skarnoid type in Forez (North French Massif central). It is hosted in a Devono-dinantian volcano-sedimentary series at the contact with the Visean Bois-noirs granite. Its genesis includes an early high temperature oxidized stage (around 550–350 °C) with cassiterite–magnetite, followed by a reduced sulphide stage (around 350–250 °C) with bornite–chalcopyrite dominant with wittichenite, tennantite, sphalerite, bismuthinite and roquesite (CuInS₂) which takes place under conditions of acidic pH and low sulfur fugacity. Hydrothermal apatite provides a U–Pb age of 340.7 ± 2.6 Ma identical to that of the granite (341 ± 4 Ma); it is confirmed by the U–Pb age of 332 ± 12 Ma measured on cassiterite. The deposit was therefore formed at the beginning of the late-Variscan extension by the action of magmatic Sn–Bi–In fluids issued from the Bois-noirs granite (341 ± 4 Ma) and which reacted with the volcano-sedimentary series. Charrier could reflect the superimposition of a copper district on a vast tin (and tungsten) belt, what suggests the presence of other copper/tin deposits in this region. This superimposition is enhanced by a particular richness in indium in northern Forez, this metal being expressed from the Visean (roquesite of Charrier) to the Lias (indium sphalerite from the lead–zinc veins), an illustration of the phenomenon of metallic permanence.