Systèmes Métallogéniques

Grand Programme Systèmes Métallogéniques

Notre objectif : (1) décrire les objets minéralisés, (2) caractériser leurs environnements géologiques, (3) comprendre et modéliser les processus clefs des concentrations métalliques à toutes les échelles.

Nos actions s’articulent autour de trois axes de recherche :

Métaux aux stades magmatiques

Dynamique des systèmes hydrothermaux

Contexte tectonique et géométries

Membres

12 Permanents

4 Postdocs/ATER

5 Thésard·es

Méthodes

Observation

Expérimentation

Modélisation

Projets

4 ANR

1 Projet Européen

Publications

HAL

Membres

Responsables d’équipe : Iacono Marziano Giada et Gloaguen Eric

Permanent.e.s:

Romain Augier  (MCF – UO)

Remi Coltat  (MCF – UO)

Yan Chen  (Pr – UO)

Michel Faure  (Pr E – UO)

Giada Iacono Marziano   (CR – CNRS)

Fabrice Gaillard  (DR – CNRS)

Eric Gloaguen   (Ch – BRGM)

Laurent Guillou-Frottier  (Ch – BRGM)

Charles Gumiaux  (MCF – UO)

Gautier Laurent  (MCF – UO)

Marion Louvel   (CR – CNRS)

Florian Osselin  (Vema Hydrogen)

Stanislas Sizaret  (PU – UO)

Post-doctorant.e.s et ATER:

Loic Bouat  (ATER – UO)

Hèctor R. Campos Rodriguez (ATER – UO)

Julien Fort  (Vema Hydrogen)

Cordula Haupt  (Ch – CNRS)

Ville Virtanen  (Ch – CNRS)

Doctorant·e·s:

Chatelin Tom

Guégan Samuel

Horanyi Bence

Laouici Imaddedine

Jamey Thibaut

Méthodes

    • Analyses structurales (analyse des microstructures, inversions de donnees de failles, paleocontraintes, geometrie et cinematique des grandes structures).
    • Caractérisation pétrologique, minéralogique et géochimique des objets naturels.
    • Expérimentation HP-HT (autoclaves à chauffage interne et piston-cylindres pour les équilibres de phase, autoclaves transparents pour l’analyse in-situ HP-HT de la spéciation et solubilité des métaux, bancs de transferts réactifs pour les interactions fluide-roche et l’évolution de la perméabilité de la roche)
    • Analyses des inclusions fluides et silicatées (conditions P-V-T-X des systèmes magmatiques-hydrothermaux)
    • Datations U-Th/Pb (contraintes temporelles sur le refroidissement, la déformation et les minéralisations)
    • Modélisation thermo-barométrique (chemins P-T-X).
    • Modélisation thermodynamique (solubilité des métaux, interactions fluide-roche, équilibres liquide silicaté-fluide supercritique).
    • Modélisation numérique des circulations des fluides (simulations thermo-hydro-meca-chimique).
    • Modélisation 3D des structures géologiques.
    • Cartographie géologique numérique et analyse statistique spatiale.

Axes de recherche

Concentration des métaux aux stades magmatiques:sources et fractionnements, mécanismes de concentration et rôle des fluides

  • Coefficients de partage et solubilité des espèces dans les fluides.

  • Granites et pegmatites à métaux rares (comportement du Li).

  • Liquide sulfuré et conditions de formation des gisements de sulfures magmatiques

  • Gisements REE associés aux carbonatites

  • Transition magmatique-hydrothermale

Inclusions fluides dans un cristal d’ilménite (Bretagne). © Anthony Pochon
Pegmatite à eudialyte, feldspath et amphibole (Ilímaussaq Groenland). © BRGM
Synchrotron XAS measurments at ESRF (BM23). © M.Louvel

Dynamique des systèmes hydrothermaux : couplage altération-déformation dans les systèmes fossiles et les systèmes actifs

  • Systèmes hydrothermaux en contextes magmatiques (minéralisation à W-Sn, amas sulfurés, épithermaux, porphyres…).
  • Interactions fluide-roche et déformation : perméabilité dynamique et localisation des flux hydrothermaux.
  • Pulsations hydrothermales et durée de vie des processus minéralisateurs.
  • Modélisation à grande échelle (10 km) des circulations fluides, évolutions temporelles des systèmes hydrothermaux.
  • Modélisation des systèmes géothermaux actuels (magmatiques et amagmatiques).
  • Dynamique des fluides hydrothermaux et potentiel en géoressources dans les zones de failles crustales.
Agrégats fibroradiés de tourmaline expérimentale. © I. Di Carlo, J. Fort
Cartographie elementaire du Granite du Huelgoat (Bretagne). © J. Fort
Muscovite, quartz and wolframite vein intersected by carbonate veinlets (Panasqueira, Portugal). © G. Launay

Contexte tectonique et géométries des minéralisations : rôle de la déformation, évolution des conditions P-T-X-t, analyse statistique spatiale et prédictivité

  • Fracturation et contexte tectonique.
  • Évolution des conditions P-T-X et calages temporels.
  • Contexte géodynamique et fertilité métallogénique (Cu—Mo, Sn-W).
  • Héritage structural et remobilisation des métaux

Nos dernières publications


42 documents

Articles dans une revue33 documents

  • Agathe Jullien‐sicre, Yves Missenard, Thomas Blaise, Romain Augier, Oriane Parizot, et al.. Timing of Contractional Stress Propagation, From the Pyrenean Orogen to the Intraplate Domain, Evidenced by U‐Pb Dating of Syn‐Kinematic Calcite. Tectonics, 2025, 44 (2), ⟨10.1029/2024TC008634⟩. ⟨insu-04974387⟩
  • Xin Zhu, Bo Wang, Yunpeng Dong, Yan Chen, Hongsheng Liu, et al.. Decoupling of Magnetic Fabrics From Magnetic Remanences: Insights From Migmatites in Central Tianshan, NW China. Journal of Geophysical Research : Solid Earth, 2025, 130 (1), ⟨10.1029/2024JB029473⟩. ⟨insu-04867964⟩
  • Manuela Borchert, Maria A. Kokh, Marion Louvel, Elena F. Bazarkina, Anselm Loges, et al.. Tungsten Solubility And Speciation In Hydrothermal Solutions Revealed By In Situ X-Ray Absorption Spectroscopy. European Journal of Mineralogy, 2025, 37, pp.111-130. ⟨10.5194/ejm-37-111-2025⟩. ⟨insu-04982028⟩
  • Ivo Antonio Dussin, Mario Luiz S.C. Chaves, Tania Mara Dussin, Phillippe Rossi, Jacques Charvet. The Borrachudos Granitic Suite: Paleo- to Mesoproterozoic A-type Magmatism in the Southeastern São Francisco Craton (SE Brazil). Anais da Academia Brasileira de Ciências, 2025, 97 (1), ⟨10.1590/0001-3765202520231254⟩. ⟨hal-04967698⟩
  • L. Carbillet, L. Griffiths, Michael J. Heap, H. Duwiquet, P. Baud, et al.. The Influence of Micro- and Macrocracks on the Permeability of Granite. Rock Mechanics and Rock Engineering, 2025, 58, pp.1361-1378. ⟨10.1007/s00603-024-04174-0⟩. ⟨hal-04826278⟩
  • Michel Faure, Eric Marcoux, Marc Poujol, Clément Masson. How Stiff Was Armorica During the Variscan Orogeny? A Reappraisal of the “Bretonian” Phase in Central Brittany. Geosciences, 2025, 15, pp.60. ⟨10.3390/geosciences15020060⟩. ⟨insu-04940275⟩
  • Loïc Bouat, Pierre Strzerzynski, Véronique Gardien, Guillaume Barré, Yannick Branquet, et al.. Unconformity-related mineralization and fluid transfers in the northern Aquitaine Basin (France) revealed by fluid inclusions and S-Sr isotopes studies. Journal of Geochemical Exploration, 2025, 272, pp.107713. ⟨10.1016/j.gexplo.2025.107713⟩. ⟨insu-04941840v2⟩
  • R. Coltat, Baptiste Debret, R. Tilhac, Muriel Andreani, C.G.C. Patten, et al.. Multi-isotopic (Fe-Cu-Zn) constraints on the magmato-hydrothermal history during mantle exhumation at slow-spreading centers. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2025, 388, pp.48-60. ⟨10.1016/j.gca.2024.11.013⟩. ⟨hal-04974645⟩
  • Ville J. Virtanen, Jussi S. Heinonen, Lena Märki, Matthieu E. Galvez, Ferenc Molnár. Publisher Correction to: Sedimentary and metamorphic processes priming black shale for magmatic assimilation of sulfur: an example from the Virginia Formation, Minnesota, United States. Mineralium Deposita, 2025, 60 (2-3), pp.321-321. ⟨10.1007/s00126-024-01276-1⟩. ⟨insu-04603563⟩
  • Emmy Penhoët, Laurent Arbaret, Laurent Guillou-Frottier, Hugo Duwiquet, Charles Gumiaux, et al.. Fluid flow in crustal fault zones with varying lengthwise thickness: application to the Margeride fault zone (French Massif Central). Geothermal Energy, 2025, 13, pp.6. ⟨10.1186/s40517-025-00334-9⟩. ⟨hal-04892277⟩
  • Zhiqin Xu, Haibing Li, Yuntao Tian, Qin Wang, Changqin Yu, et al.. Formation, reactivation and exhumation of the extruded basement wedge in the southern Longmen Shan, eastern Tibetan plateau. Journal of the Geological Society, 2024, 181 (6), ⟨10.1144/jgs2023-088⟩. ⟨insu-04866136⟩
  • Olivier Blein, Thomas Fullgraf, Maxime Padel, Jérémie Melleton, Matthieu Chevillard, et al.. Geochemical and geochronological signatures of granitoids from the Chaillu massif, Congo Craton: Insights into Mesoarchean crustal growth. Precambrian Research, 2024, 409, pp.107435. ⟨10.1016/j.precamres.2024.107435⟩. ⟨insu-04591828⟩
  • Michel Faure, Olivier Fabbri, Jacky Ferrière, Laurent Jolivet, Sylvie Leroy. Avant-propos. Comptes Rendus. Géoscience, 2024, 356 (S2), pp.1-6. ⟨10.5802/crgeos.260⟩. ⟨hal-04758897⟩
  • Wei Lin, Fei Liu, Yin Wang, Lingtong Meng, Michel Faure, et al.. Temporal and spatial heterogeneity of the Ailaoshan–Song Ma–Song Chay ophiolitic mélange, and its significance on the evolution of Paleo-Tethys. Comptes Rendus. Géoscience, 2024, 356 (S2), pp.115-136. ⟨10.5802/crgeos.248⟩. ⟨insu-04903448⟩
  • Hugo Duwiquet, Albert Genter, Laurent Guillou-Frottier, Frédéric Victor Donzé, Patrick Ledru, et al.. Advanced 3D TH and THM Modeling to Shed Light on Thermal Convection in Fault Zones With Varying Thicknesses. Journal of Geophysical Research : Solid Earth, 2024, 129 (4), pp.e2023JB028205. ⟨10.1029/2023JB028205⟩. ⟨hal-04553692⟩
  • Nourhane Bounab, Laurent Duclaux, Laurence Reinert, Abdelkrim Oumedjbeur, Fabrice Muller, et al.. Ferrihydrite coating on kaolinite assisted by ultrasound for improving Cr(VI) adsorption in aqueous solutions. Applied Clay Science, 2024, 250, pp.107287. ⟨10.1016/j.clay.2024.107287⟩. ⟨hal-04501907⟩
  • Agathe Faure, Nicolas Loget, Laurent Jolivet, Charles Gumiaux, Cécile Allanic, et al.. 3D geometrical modelling of the non-cylindrical Vélodrome Miocene fold in the southwestern Alps. Tectonophysics, 2024, 879, pp.230296. ⟨10.1016/j.tecto.2024.230296⟩. ⟨insu-04526086⟩
  • Rais M Latypov, O Namur, Y Bai, S J Barnes, Syu Chistyakova, et al.. Layered intrusions: Fundamentals, novel observations and concepts, and controversial issues. Earth-Science Reviews, 2024, 249, pp.104653. ⟨10.1016/j.earscirev.2023.104653⟩. ⟨insu-04423856⟩
  • Anselm Loges, Marco Manni, Marion Louvel, Max Wilke, Sandro Jahn, et al.. Complexation of Zr and Hf in fluoride-rich hydrothermal aqueous fluids and its significance for high field strength element fractionation. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2024, 366, pp.167-181. ⟨10.1016/j.gca.2023.12.013⟩. ⟨insu-04431876⟩
  • Michel Pichavant, Saskia Erdmann, Daniel J Kontak, Julie Michaud, Arnaud Villaros. Trace element partitioning in strongly peraluminous rare-metal silicic magmas – Implications for fractionation processes and for the origin of the Macusani Volcanics (SE Peru). Geochimica et Cosmochimica Acta, 2024, 365, pp.229-252. ⟨10.1016/j.gca.2023.11.021⟩. ⟨insu-04326334⟩
  • Michel Faure. Alpine, Variscan, eo-Variscan belts: comparison between hot and cold orogens from the examples of French segments. Comptes Rendus. Géoscience, 2024, 356, pp.289-307. ⟨10.5802/crgeos.215⟩. ⟨insu-04106009⟩
  • Stanisław Żukowski, Annemiek Johanna Maria Cornelissen, Florian Osselin, Stéphane Douady, Piotr Szymczak. Breakthrough-induced loop formation in evolving transport networks. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2024, 121, ⟨10.1073/pnas.2401200121⟩. ⟨insu-04676495⟩
  • Eric Gloaguen, Anthony Pochon, Yannick Branquet, Marc Poujol, Philippe Boulvais, et al.. Comment on: The La Lucette Sb-Au-(W) vein-deposit (Armorican Massif, France): New time and genetic constraints to decipher the 310–295 Ma Sb-Au metallogenic peak in the Variscan Belt by Cheval-Garabédian et al. (2023). Ore Geology Reviews, 2024, 171, pp.106185. ⟨10.1016/j.oregeorev.2024.106185⟩. ⟨insu-04672485⟩
  • Anthony Pochon, Daniel J. Kontak, Giada Iacono-Marziano, Eric Gloaguen, Johann Tuduri, et al.. Fluid inclusions in magmatic ilmenite record degassing in basic magmas. Communications Earth & Environment, 2024, 5, ⟨10.1038/s43247-024-01788-8⟩. ⟨insu-04783133⟩
  • Michel Pichavant, Arnaud Villaros, Julie A. -S. Michaud, Bruno Scaillet. Granite Magmatism And Mantle Filiation. European Journal of Mineralogy, 2024, 36, pp.225-246. ⟨10.5194/ejm-36-225-2024⟩. ⟨insu-04500696⟩
  • Pan Zhao, Zhenhua Jia, Bei Xu, Yan Xu, Turbold Sukhbaatar, et al.. Late Triassic initial closure of the Mongol-Okhotsk Ocean in the western segment: constraints from sedimentological, detrital zircon ages and paleomagnetic evidence. Gondwana Research, 2024, 125, pp.110-129. ⟨10.1016/j.gr.2023.08.007⟩. ⟨insu-04191545⟩
  • Jacky Ferrière, Michel Faure. Jean Aubouin et les chaînes de montagnes : des observations aux synthèses. L’itinéraire scientifique d’un géologue au rayonnement international. Comptes Rendus. Géoscience, 2024, 356 (S2), pp.1-19. ⟨10.5802/crgeos.211⟩. ⟨insu-04267664⟩
  • Fang Song, Bo Wang, Xinghua Ni, Mohamed Abu Anbar, Yan Chen, et al.. From early Paleozoic subduction to end-Carboniferous post-orogenic collapse: New constraints on the tectonic evolution of the Central and South Tianshan (NW China). Gondwana Research, 2024, 129, pp.305-331. ⟨10.1016/j.gr.2024.01.001⟩. ⟨hal-04362974⟩
  • François Fournier-Roy, Carl Guilmette, Kyle Larson, Antoine Godet, Mathieu Soret, et al.. Geochemistry and geochronology of the Bay of Islands metamorphic sole, Newfoundland, Canada: Protoliths and implications for subduction initiation. Geological Society of America Bulletin, 2024, 136 (1-2), pp.371-387. ⟨10.1130/B36662.1⟩. ⟨insu-04360095⟩
  • Hyunjoo Lee, Yves Moussallam, Cyril Aubaud, Giada Iacono-Marziano, Keiji Hammond, et al.. Carbon isotope fractionation between CO2 and carbon in silicate melts at high temperature. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2024, 380, pp.208-219. ⟨10.1016/j.gca.2024.07.015⟩. ⟨insu-04649843⟩
  • Kévin Fréville, Jean-Baptiste Jacob, Jonas Vanardois, Pierre Trap, Jérémie Melleton, et al.. Protracted magmatism and crust–mantle interaction during continental collision: insights from the Variscan granitoids of the external western Alps. International Journal of Earth Sciences, 2024, 113, pp.1165-1196. ⟨10.1007/s00531-024-02420-y⟩. ⟨hal-04614712⟩
  • Ville J. Virtanen, Henri M. A. Höytiä, Giada Iacono-Marziano, Shenghong Yang, Marko Moilanen, et al.. From the mantle source to the crustal sink: magmatic differentiation and sulfide saturation of the Paleoproterozoic komatiites of the Central Lapland Greenstone Belt, Finland. Contributions to Mineralogy and Petrology, 2024, 179, ⟨10.1007/s00410-024-02154-9⟩. ⟨insu-04647670⟩
  • Christophe Ballouard, Patrick Carr, Flore Parisot, Eric Gloaguen, Jérémie Melleton, et al.. Petrogenesis and tectonic-magmatic context of emplacement of lepidolite and petalite pegmatites from the Fregeneda-Almendra field (Variscan Central Iberian Zone): clues from Nb-Ta-Sn oxide U-Pb geochronology and mineral geochemistry. Bulletin de la Société Géologique de France, 2024, 195 (3), ⟨10.1051/bsgf/2023015⟩. ⟨insu-04303268⟩

Communications dans un congrès2 documents

  • Agathe Faure, Nicolas Loget, Laurent Jolivet, Nicolas Bellahsen, Naïm Célini, et al.. Western alpine orogenic front geometry : new insight from the Digne nappe area by a 3D geometrical modelling approach. 16th Alpine Workshop, Sep 2024, Siena, Italy, Italy. ⟨10.5194/egusphere-alpshop2024-5⟩. ⟨hal-04685363⟩
  • Xinghua Ni, Bo Wang, Mathieu Soret, Dominique Cluzel, Yan Chen, et al.. Crustal transtension and associated high-T/low-P metamorphism in the North Tianshan Arc, NW China. EGU General Assembly 2024, European Geological Union, Apr 2024, Vienna, Austria. ⟨10.5194/egusphere-egu24-9315⟩. ⟨hal-04669639⟩

Posters1 document

  • Tom Chatelin, Marion Louvel, Denis Testemale, Aneta Slodczyk. An in situ experimental setup for Raman Spectroscopy of volatile elements in high pressure-high temperature fluids. Summer School Vibrational Spectroscopy meets Geoscience, Jun 2024, Côme, Italy. ⟨insu-04827362⟩

Chapitres d’ouvrage1 document

  • Bryan Cochelin, Charles Gumiaux, Benjamin Le Bayon, Yoann Denèle, Thierry Baudin. Tectonics and Geodynamics of the Variscan Cycle in the Pyrenees.. Evolution of the Pyrenees during the Variscan and Alpine Cycles 1: Variscan Cycle and Cretaceous Rifting, 1, Wiley, 2024, ⟨10.1002/9781394306534.ch1⟩. ⟨insu-04923112⟩

Pré-publications, Documents de travail1 document

  • Abdoul Nasser Yacouba, Céline Mallet, Damien Jougnot, Philippe Leroy, Gautier Laurent, et al.. Transport properties estimation from coupled acoustic and electric characterization in heterogeneous limestones. 2025. ⟨hal-04990728v2⟩

Thèses1 document

  • Xinghua Ni. Late Paleozoic – Early Mesozoic tectonic evolution of the southwestern Central Asian Orogenic Belt : structural, metamorphic and magmatic evidence from the eastern Tianshan. Other. Université d’Orléans; Nanjing University (Chine), 2024. English. ⟨NNT : 2024ORLE1043⟩. ⟨tel-04914513⟩

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