Mineral. Deposita 21, 35-43 (1986) MINERALIUM DEPOSITA © Springer-Verlag 1986 H6ritage et sources des m6taux d'apr/ s la g ochimie isotopique du plomb Exemple des min6ralisations filoniennes (Sb, Pb, Ba, F) du Haut-Allier (Massif Central, France) Eric Marcoux 1 et Hubert Bril 2 1 B.R.G.M., Drpartement Minrralogie, Grochirnie, Analyses, B.P. 6009, F-45060 Orlrans Crdex, France 2 U.A., 384-CNRS "Mrtallogrnie et Prtrologie", Maison des Volcans, F-15000 Aurillac, France R~sumr. Les galrnes et sulfoantimoniures de plomb des filons quartzeux, barytiques et fluorrs du Haut-Allier (district de Brioude-Massiac) ont fait l'objet d'analyses isotopiques du plomb. Les rrsultats montrent l'existence de deux populations de plomb appartenant/t chacune des deux phases minrralisatrices reconnues darts la rrgion. La premikre population (18,108 < 2°rPb/2°4Pb < 18,181) est rapportre h la phase mrsothermale permienne. Elle comprend les sulfosels prrcoces des filons antimonifrres ainsi que la galrne des filons plombo-stannif6res. L'homo- grnrit6 isotopique confirme la liaison grnrtique existant entre ces diffrrents types filoniens et leur appartenance /t un m~me processus mrtallogrnique. Le socle mrtamor- phique rrgional appara~t comme la source possible du plomb. La relative dispersion des valeurs isotopiques de la seconde population (18,215 < 2°6pb/2°4Pb < 18,472), d'gtge liasique, est corrrlable avec la situation grographique et grologique des filons. Elle est due /t deux phrnombnes complrmentaires: le lessivage d'un segment crustal com- prenant le socle mrtamorphique avec une participation gradure du granite uranifrre de la Margeride et la rrassimilation partielle du plomb des filons permiens. Ce dernier phrnomrne d'hrritage mrtallique se traduit au niveau des paragen~ses par la formation de filons /~ sulfosels dominants. Abstract. Lead isotope analyses are reported for galena and lead sulfosalts from quartz, barite and fluorite vein deposits from the Haut-Allier (Brioude-Massiac district). The data defne two lead populations reflecting the two mineralization episodes in this region. The first population (18,108 < 2°rPb/2°4pb < 18,181) is related to the Permian mesothermal episode. It includes early sulfosalts from antimony veins and galena from lead- stanniferous veins. The Pb isotopic homogeneity confirms the relationship between the different vein types and their formation by a single metallogenic process. The meta- morphic basement is the potential source of lead. The second population includes quartz-barite and fluorite veins. It shows much more isotopic variation (18,215 < 2°rPb/2°4Pb < 18,472) correlating with the geo- graphical and geological location of the veins. Because the veins have a contemporaneous age, the isotopic dispersion therefore depends on two complementary phenomena: the leaching of a large volume of crust, including metamor- phic basement, with a progressive contribution of the uraniferous granite of Margeride; and the partial remobili- zation of lead from Permian veins. The latter inheritance phenomena result in the genesis of major lead-sulfosalt vein deposits. Introduction et but de l'etude Situ6 au coeur du Massif Central Frangais , le district de Brioude-Massiac est connu principalement pour ses minr- ralisations antimonifrres: prrs de 40,000 t de Sb mrtal en ont 6t6 extraites, A la fin du sircle dernier et au drbut du XXe sircle. Ce district rassemble en une aire de dimen- sions restreintes (600 km 2 environ) des mindralisations filoniennes tr~s varires (Perichaud 1971): filons quartzeux Sn-W, W-Au, Sb, filons quartzeux, barytiques ou fluords ~t Pb-Zn. Chronologiquement, les filons fi Sn, W et Sb appartiennent /~ l'rpoque "tardi-hercynienne", les autres sont rattachds au drbut du Jurassique. La frrquence et la diversit6 des filons porteurs de plomb dans le district nous ont conduit /t entreprendre cette 6rude isotopique. Nous avons voulu vrrifier si la dualit6 des 6pisodes mrtallogrniques connus impliquait une dualit6 des venues plombifrres et si les isotopes du plomb confirmaient les phrnomrnes d'hrritage, mis en 6vidence par les &udes minrralogiques et grochimiques dans certains filons (type C, Bril 1982b, 1983). En outre, cette 6tude permet d'amorcer une rrflexion sur l'origine et l'histoire du(des) plomb(s) engagr(s) darts les filons du district. Enfin, la comparaison avec les autres donnres sur des g£tes plombifrres du Massif central fran~ais (Brrvart et al. 1982) pouvait conduire/~ 6tablir une distinction entre les 6vbnements mrtallogrniques communs /t tout le bgtti hercynien du centre et du sud de la France et les processus sprcifiques/t la rrgion 6tudire. 1. Cadre g~ologique (Fig. 1) L'essentiel du district appartient ~ la srrie mrtamorphique du Haut-Allier. Une synth~se parmi les travaux les plus rrcents effecturs dans la rrgion (Roger 1971; Marchand 1974; Burg 1977; Mathonnat 1983) permet de distinguer plusieurs ensembles. a. Le socle m#tamorphique Les terrains autochtones. Ils comprennent une srrie para- drrivre constitu6e de gneiss/t biotite-sillimanite-feldspath