Understanding mass transfer associated with fluids circulation and deformation in the Alpine orogeny is often complex due to common multistage crystallization. For example, in two emblematic and historic Pb-Ag deposits of the French Alps, Macôt-la Plagne (MP) and Peisey-Nancroix (PN), a sedimentary or orogenic origin is still debated. To discriminate between the metallogenic models of the two deposits, an integrative methodology combining field, microstructural, mineralogical, thermobarometrical, and geochronological data was here applied for establishing detailed Pressure–Temperature–Time–Deformation (P-T-t-d) mineralization conditions. Both deposits are located in Permo-Triassic quartzite of the External Briançonnais domain along the Internal Briançonnais Front (Internal Western Alps). The ore mainly occurs as veins and disseminated textures containing galena, pyrite, and variable content of tetrahedrite–tennantite and chalcopyrite. Quartz porphyroclasts and sulfide microstructures indicate a dynamic recrystallization of the quartzite during the main fluid mineralization episode. Chlorites and K-white micas (phengite) chemical analysis and thermodynamic modeling from compositional maps indicate an onset of the mineralization at 280 °C, with a main precipitation stage at 315 ± 35 °C and 6.25 ± 0.75 kbar. In situ U-Pb dating on monazite, cogenetic with sulfides, gives ages around 35 Ma for both deposits. The integrative dataset converges for a cogenetic MP-PN Alpine Pb-Ag mineralization during deformation in relation to the thrusting of the “Nappe des Gypses” and the Internal Briançonnais at the metamorphic peak.

Metallogenic models of polyphase mountain belts critically rely on robust geochronology. We combine petrology with Rb–Sr and U–Th–Pb in situ geochronology, paired at thin-section scale, to date mineralization in deformed hydrothermal Pb–Zn–Ag deposits along an east-west transect in the Western Alps, France. The Pb–Zn–Ag veins occur in shear zones with kinematic structures consistent with the mylonitized host rocks. The ore consists mainly of galena in a quartz-phengite gangue. The paragenesis can be related to hydrothermal crystallization during periods of variable strain. Both isotope systems yield only Cenozoic ages (ca. 35 Ma and 15–20 Ma) without any pre-Alpine inheritance, clearly indicating orogenic mineralization. The metallogenic model proposed here includes significant fluid circulation along major tectonic contacts between basement and sedimentary cover during Alpine convergence.

Analytical methods and monazite U–Th–Pb, allanite Th–Pb and phengite Rb–Sr data analysis for the Pb–Zn–Ag deposits in the French Northern Alps; chemical map with summary table of the phengite and albite compositions; Tables S1–S8; and Figures S1 and S2.

Cette thèse entend revisiter les modèles métallogéniques des gîtes à Pb-Zn-Ag-(F-Ba) des Alpes occidentales et leurs relations avec les cycles orogéniques Varisque et Alpin. Pour cela, nous avons combiné des investigations de terrain, pétrologiques, microstructurales, minéralogiques (composition des sulfures), géochronologiques, thermobarométriques (phyllosilicates, sphalérite), microthermométriques et géochimiques sur inclusions fluides (IF). Au total, onze gîtes ont été échantillonnés le long d'un transect E-O depuis les Alpes internes (Briançonnais) aux Massifs Cristallins Externes (MCE ; Rocheray et Belledonne). Cette thèse s’est focalisée sur six gîtes : (i) Macôt-La Plagne (MP) et Peisey-Nancroix (PN) dans la couverture sédimentaire permo-triasique du Briançonnais, (ii) Bois Feuillet (BF) et Sapey (SAP) recoupant le socle et la couverture du Rocheray, et (iii) Le Gros Villan (LGV) et Penay (PEN) dans la bordure orientale de Belledonne.Une priorité de ce travail a consisté à contraindre les âges des minéralisations. Des techniques innovantes ont été appliquées en combinant des datations in situ non seulement en U-Th-Pb (monazite/allanite) mais aussi en Rb-Sr (mica blanc, feldspath-K et gangue). Les résultats sont cohérents entre les méthodes et confirment le potentiel de ces nouveaux géochronomètres pour dater les minéralisations Pb-Zn-Ag. Nul héritage de minéralisation varisque n’a été identifié mais trois évènements hydrothermaux du cycle alpin ont été identifiés : l’un associé à l'ouverture jurassique de l'océan Téthys (BF, SAP) et deux durant la collision oligo-miocène (PN-MP et LGV-PEN). Les microstructures et âges indiquent plusieurs pulses de mobilisation/recristallisation associés à chaque évènement hydrothermal.Les minéralisations oligo-miocènes de Belledonne et du Briançonnais sont localisées dans la foliation de l'encaissant mylonitisé à proximité de contacts tectoniques majeurs. A MP-PN, les déformations des porphyroclastes de quartz et les conditions P-T-t (6.25 ± 0.75 kbar ; 315 ± 35 °C ; 35.1 ± 0.6 Ma) démontrent que la minéralisation Pb-Ag est syn-déformation et associée au chevauchement du Briançonnais interne sur le Briançonnais externe. En Belledonne, un premier stade de minéralisation à Pb-Zn-Ag se met en place à l'Oligocène (37.1 ± 0.7 Ma), lors du chevauchement des Alpes internes sur les Alpes externes, à partir de circulations de fluides chauds (>360 °C), d'origine crustale, dans les zones de cisaillement des MCE. Un second stade se produit aux conditions P-T-t (4.5-6.9 kbar ; 320-360 °C ; 18.5 ± 3.6 Ma) du métamorphisme des MCE.Les veines à F-Ba-Pb-Zn-Ag du Rocheray se forment dans des failles normales associées à la transition rifting-océan (134 ± 34 Ma). Les études microthermométriques sur IF de quartz, fluorite et sphalérite indiquent que la minéralisation cristallise par le mélange d'une saumure (~14 wt% eq. NaCl) et d'un fluide de recharge (~2 wt% eq. NaCl), pour des conditions P-T de 0.4-1.3 kbar et 150-190 °C. Au pic de métamorphisme alpin des MCE, des fluides chauds (314 ± 45 °C) localisés à l'éponte de la veine et du granite entrainent des remobilisations en bordure des minéraux primaires et redistribuent les métaux critiques (enrichissement en Bi, Ag et Te dans les galènes et appauvrissement en Ga et Ge dans les sphalérites secondaires).Les gîtes à Pb-Zn-Ag-(F-Ba) des Alpes occidentales se sont donc formés au cours des principales étapes de structuration des Alpes. Les gisements de MP et PN, exploités entre le XVIIIe et le XXe siècle, montrent que des minéralisations de Pb-Ag orogéniques ont pu avoir une importance économique. Cette thèse propose un nouveau modèle métallogénique des minéralisations Pb-Zn-Ag orogéniques en contexte de collision. Ce travail ouvre donc des perspectives pour réenvisager le potentiel du contexte orogénique à précipiter ou remobiliser les métaux de base et métaux critiques.

Analytical methods and monazite U–Th–Pb, allanite Th–Pb and phengite Rb–Sr data analysis for the Pb–Zn–Ag deposits in the French Northern Alps; chemical map with summary table of the phengite and albite compositions; Tables S1–S8; and Figures S1 and S2.