Qu'est-ce qu'un filon en géologie ?

Filon : définition

Pargasite
Filon est un terme descriptif, sans connotation génétique, qui désigne une lame de roche d'épaisseur centimétrique à métrique qui correspond au remplissage d'une fracture. L'épaisseur d'un filon est nommée "puissance". Il recoupe habituellement des roches de natures variées, dites roches encaissantes. 

La nature du remplissage permet de distinguer plusieurs grands types de filons :

Les filons hydrothermaux

Le remplissage s'est opéré par la circulation de fluides hydrothermaux qui ont déposé sous forme de minéraux des sels qu'ils contenaient en solution. Les filons hydrothermaux sont majoritairement composés de quartzbaryte, fluorine, mais aussi couramment enrichis en métaux ou en sulfures métalliques (Pb, Zn, Cu, Ag, Au, etc...) et peuvent alors constituer d'importants gisements miniers. Ils sont subdivisés en fonction de critères variés de remplissage (filons aurifères, plombo-zincifères, polymétalliques...), de température (filons épithermaux, mésothermaux, pneumatolytique...), ou de contexte (filon d'extension, de transtension, etc...).

Filon épithermal : filon hydrothermal lié au volcanisme aérien (par opposition au volcanisme sous-marin). Les fluides (eau, gaz carbonique, anhydride sulfureux...) associés au phénomène volcanique vont en effet déposer dans des fissures jusqu'à les combler des sels qu'ils transportent à l'état dissous. Ce sont habituellement des gisements d'or et d'argent, parfois aussi de métaux de base.

Filon polymétallique : filon d'origine hydrothermal contenant plusieurs métaux présents sous des combinaisons chimiques variables (sulfures, mais aussi oxydes ou silicates). Dans la majorité des filons polymétalliques, le remplissage comprend d'abondants sulfures de fer (pyrite), de zinc (sphalérite), de cuivre (chalcopyrite) et de plomb (galène). On parle dans ce cas de filon polymétalique à Zn-Cu-Pb (la pyrite n'étant pas un minerai de fer, ce métal n'est généralement pas mentionné dans le cortège de métaux).

Filon uranifère : filon hydrothermal contenant des minéraux uranifères, pouvant devenir un gisement d'uranium si les quantités de minerai sont suffisament importantes. En France, les filons uranifères du Limousin (Margnac, etc...) de Vendée (L'Escarpière, la Commanderie, etc...) ou du Forez (Les Bois Noirs) ont constitué d'important gisements.

Filon pneumatolytique : se forme à la fin de la cristallisation d'un magma entre 374°C et 600°C. Lors de cette étape, appelée pneumatolyse, le transport et le dépôt des fluides minéralisateurs se sont réalisés à l'état supercritique (au dessus de 374°C, température critique de l'eau). Ils présentent alors un comportement intermédiaire entre l’état liquide et l’état gazeux, avec des propriétés particulières : une masse volumique élevée comme celle des liquides, un coefficient de diffusivité intermédiaire entre celui des liquides et des gaz, et une faible viscosité (comme celles des gaz). Ces filons quartzeux contiennent des minéraux dits pneumatolytiques (béryl, tourmaline, topaze, cassitérite, phosphates de terres rares, lépidolite...) qui expriment la concentration dans les derniers fluides de l'essentiel des gaz et des métaux rares du magma (B, Be, F, Li, La, Ce, Nb, Sn, etc...) ; ils sont souvent situés dans les fractures en périphérie du granite générateur.

Les filons magmatiques

C'est un magma qui a rempli la fissure, celui-ci peut être soit basique soit acide. Dolérites, aplites, pegmatites, lamprophyres, pour ne citer qu'elles, sont des roches se présentant couramment sous forme de filons. Sur les édifices volcaniques on parle de dyke (orientation sub-verticale d'un filon de lave) et de sill (orientation sub-horizontale d'un filon de lave).

Les filons sédimentaires

Les filons sédimentaires ou filons clastiques sont plus rares : ils résultent du remplissage de fissures ouvertes en contexte sédimentaire, soit par injection sableuse, soit par dépôt gravitaire de matériel détritique.