Terres rares : le potentiel des placers à monazites grises de Bretagne

Le potentiel des placers (gisements présents dans des sédiments alluviaux) à monazites grises de Bretagne, seul prospect à terres rares français, mérite aujourd’hui d’être réévalué. La monazite est un phosphate de formule (Ce,La,Th) PO4 de densité moyenne (d = 5 à 5,5). Cérium et lanthane y sont généralement accompagnés d’autres terres rares. Les monazites grises (par comparaison avec la monazite jaune) sont riches en europium et pauvres en uranium et thorium, pénalisants par leur radioactivité. Une meilleure connaissance de ce type d’occurrence, très peu étudié au niveau mondial au profit de gisements plus classiques comme les carbonatites, pourrait conduire à reconsidérer le potentiel de formations géologiques équivalentes.

Etude du Grand-Fougeray : reprise de caractérisation des gisements connus

Dans cette optique, le BRGM a entrepris, en 2011, de reprendre la caractérisation de certains des gisements connus. Une étude a été lancée au Grand-Fougeray, en Bretagne, avec deux objectifs :

  • faire l’état des connaissances sur la monazite grise, notamment en reprenant des travaux effectués dans les années 60 par le BRGM sur les placers à monazites des rivières du Gras et de l’Aron ;
  • localiser les sources primaires de cette monazite, via la caractérisation fine des formations encaissantes d’âge Ordovicien, dont les monazites grises des placers seraient issues.

Quinze échantillons ont ainsi été prélevés dans les schistes noirs de l’ordovicien. Les schistes échantillonnés et les concentrés de monazites grises issues des placers ont été analysés à différentes échelles, grâce à plusieurs moyens d’analyse : microscopie métallographique, microscopie électronique à balayage, à la microsonde électronique, diffraction des rayons X, spectroscopie Raman, pyrolyse Rock-Eval et analyses chimiques sur roche totale en ICP-MS.

1. Concentré de monazites grises (Ruisseau du Gras, Ille-et-Vilaine).

2. Grain de monazite grise au microscope électronique à balayage. Les zones sombres et noires à l’intérieur du grain correspondent à des inclusions silicatées.

3. Schistes noirs hôtes des monazites grises (carrière du Pont d’Aron).

Identification de deux phases porteuses de terres rares à travers l’étude des schistes noirs

L’étude pétrographique des schistes noirs a mis en évidence la présence de quartz, de feldspath, de mica de type muscovite, de chlorite et de pyrophyllite. La matière organique présente dans ces schistes, caractérisée par pyrolyse Rock-Eval, s’est avérée d’origine marine. La présence de la monazite grise a été relevée dans trois échantillons. Dans ces schistes, deux phases porteuses de terres rares ont été identifiées.

 

En premier lieu, des grains similaires en termes de texture et de chimisme à ceux rencontrés en placer ont été observés, indice qui confirme que les monazites des placers dérivent bien des schistes noirs ordoviciens, et que la signature en terres rares des schistes est héritée des grains de monazite qu’ils contiennent (des monazites cristallisant en veinule ont également été rencontrées dans l’un des échantillons étudiés).

 

Une deuxième famille a été identifiée, caractérisée par des assemblages à monazite-xénotime montrant des profils de terres rares différents, à ce jour jamais reportés dans ces formations.

Compléments analytiques pour caractériser le chimisme du xénotime

Des compléments analytiques sont programmés pour caractériser le chimisme du xénotime et tenter de préciser les conditions de formation et l’origine de ces assemblages à monazite-xénotime. Les recherches sur l’origine et les conditions de formation des porteurs de terres rares se poursuivront en 2012 via le projet ANR/Ecotech Aster.

Dernière mise à jour le 22.04.2013