Le complexe cénozoïque alcalin d’Ambohimirahavavy à Madagascar : origine, évolution et minéralisations en métaux rares

This work aims to study the geology of the alkaline ring complex Ambohimirahavavy, northwest of Madagascar, focusing on understanding the phenomena at the origin of the formation of rare metal mineralization (Zr , Hf, Nb, Ta, Th, U and REE)...; Ce travail a pour objectif l'étude de la géologie du complexe annulaire alcalin d'Ambohimirahavavy, au nord-ouest de Madagascar, en mettant l'accent sur la compréhension des phénomènes à l'origine de la formation des minéralisations à métaux rares (Zr, Hf, Nb, Ta, Th, U et terres rares). Le complexe, mis en place à la limite oligo-miocène, serait issu de la différenciation magmatique d'un magma parent d'origine mantellique. En fin d'évolution, des phénomènes de contamination crustale expliqueraient l'association des séries magmatiques sous- et sursaturées en silice dans le complexe. Les termes les plus différenciés de ces deux séries évolueraient vers des compositions hyperalcalines dans des conditions de fugacité en oxygène opposées.La minéralisation à métaux rares est essentiellement associée aux roches des faciès sursaturés, à savoir, des filons de granite et de pegmatite hyperalcalins. Deux types essentiels de minéralisation ont été reconnus, une miaskitique caractérisée par la présence de plusieurs types de zircon et une agpaïtique riche en eudialyte. La formation de ces minéralisations serait liée à la fois à des processus magmatiques et hydrothermaux. Les granites et les pegmatites riches en métaux rares se formeraient à partir de magmas hyperalcalins enrichis à l'extrême en éléments fluants (F, Cl); la minéralisation est alors représentée par un zirconosilicate riche en métaux rares, l'eudialyte. Les fluants vont diminuer considérablement la température du solidus et augmenter la solubilité de l'eau dans le magma. En fin de cristallisation, on pourra avoir des phénomènes de démixtions de fluides orthomagmatiques riches en Na, Si, F et Cl à l'origine des pseudomorphoses de l'eudialyte en zircon et des néoformations de minéraux à métaux rares. Des datations U-Pb sont en accord avec la formation de ces zircons à partir d'un fluide, donnant des âges autour de 21 Ma, soit 3 Ma plus jeunes que la mise en place des syénites à néphéline, datées également par la méthode U-Pb sur zircon. Cette étude montre également que la composition de l'encaissant peut jouer un rôle essentiel en forçant la précipitation des minéraux à métaux rares dans des formations de type skarn, dans laquelle interviennent aussi des fluides météoriques.Ce travail met en évidence la complexité des processus d'enrichissement et de fractionnement des métaux rares depuis le magma parent d'origine mantellique aux faciès évolués pegmatitiques conduisant à la diversité des minéralisations rencontrées dans ces roches hyperalcalines. Enfin, cette étude propose également une nouvelle cible potentielle de minéralisation en relation avec les faciès sous-saturés.