Technical Report NTB 90-20

Les roches de la mine d'uranium d'Osamu Utsumi sont constituées principalement de la même séquence volcanique et subvolcanique que celle du complexe de caIdera de Poços de Caldas, caractérisée par des intrusions de phonolites et syénites néphélitiques. On y trouve aussi des brèches de cheminée volcanique d'environ 80 m de diamètre, dont la matrice est concentrée en minéraux U-Th-Zr-TRs (Terres Rares). Une forte phase hydrothermale, liée à la formation des brèches, a produit une altération potassique et une pyritisation des phonolites et syénites, ainsi qu'une minéralisation de faible degré de pechblende disséminée. L'altération potassique a transformé tous les feldspaths en purs feldspaths potassiques, la néphéline en illite et kaolinite, et les clinopyroxènes, qui sont les supports primaires des TRs, en mélanges riches en TiO2, minéraux argileux et pyrite. L'enrichissement en K, S, U, Th, Pb, Rb, Ba et Mo a été accompagné d'un fort appauvrissement en Ca, Na, Mg et Sr. Les données des inclusions fluides indiquent que les fluides hydrothermaux possédaient une température d'environ 250°C et se composaient d'une mixture d'eau et d'environ 7 % de KCI, en pourcentage pondéral. Quant aux fluides hydrothermaux dans les brèches de cheminée, qui véhiculaient encore du Zr, Hf et F, ils devaient bouillir sous des températures d'environ 210°C, et se composaient d'une saumure eau-KCI-NaCI contenant du FeSO₄ et du KF, avec 40 à 45 % en poids de KCI. Des filons ultramafiques d'affiliation carbonatitique, datés à 76 m.a., permettent de situer la fin de la phase hydrothermale.

Sous une couverture latéritique de 20 à 40 m d'épaisseur et une zone altérée de 15 à 60 m d'épaisseur, les pyrites ont subi une altération secondaire par oxydation jusqu'à des profondeurs de 80 à 140 m. Le front redox est marqué par une couleur de roche passant du jaune-ocre au gris-vert. Au voisinage des fissures aquifères, le front redox atteint de plus grandes profondeurs. La mobilisation minérale dans la zone oxydée et la précipitation juste en dessous du front redox a produit une minéralisation secondaire de pechblende, partiellement en nodules en combinaison avec de la pyrite secondaire. Cette dernière, parfois liée à du Cd, présente un rapport δS de -13 ‰, alors que les pyrites hydrothermales ont un rapport δS de -3.63 à +1.24 ‰. La faible valeur du premier rapport est attribuée à une action bactérienne. Au voisinage immédiat du front redox, la dissolution des feldspaths potassiques devient visible, et la teneur en kaolinite commence à augmenter. Le changement de couleur au front redox est causé par la présence d'oxydes hydreux de fer qui, avec le temps, se transforment d'hydroxydes amorphes de fer en goethite et hématite. Du côté oxydé du front, on trouve fréquemment de l'alunite et de la jarosite. Au front redox, la porosité passe de 5 à 8 % (presque doublée).

On trouve de la gibbsite au contact latérite-roche altérée, lorsque les feldspaths potassiques ont été éliminés. Beaucoup des TRs sont associées à des argiles riches en phosphates, comprenant aussi les minéraux du groupe crandallite. Ces TRs semblent difficilement mobilisables par les fluides d'altération oxydants. On n'a observé qu'une légère décroissance des teneurs en TRs de la roche oxydée à la roche réduite, la décroissance étant toutefois plus marquée pour les Terres Rares légères. Il y a certains indices d'une séparation de Ce et Eu des autres TRs.