Minéraux critiques et stratégiques (MCS) : minéraux à valeur ajoutée

Le cobalt est en forte demande en raison de son utilisation dans les batteries à cobalt-lithium-ion pour répondre à l’enjeu du réchauffement climatique, notamment dans le cadre de la transition des véhicules à moteur à combustion interne vers les véhicules à moteur électrique. Les gisements économiques de cobalt doivent leur origine à la nature compatible du Co²⁺, à sa concentration dans l’olivine dans le manteau et à sa libération associée à fort degré de fusion partielle dans les magmas komatiitiques et, dans une moindre mesure, basaltiques. La mise en place des gisements magmatiques primaires, dans lesquels le Co est subordonné au Ni, est le résultat de la séparation des liquides sulfurés immiscibles des magmas mafiques et ultramafiques, ainsi que de la très forte affinité des métaux pour ces liquides. De façon prévisible, les plus fortes teneurs dans les gisements de Co sont associées aux roches ultramafiques riches en olivine.

Plus de 50 % des ressources mondiales de cobalt sont d’origine hydrothermale et sont contenues dans des gisements de cuivre associés à des roches sédimentaires en République démocratique du Congo. En utilisant les données thermodynamiques et les informations géologiques, nous avons développé un modèle pour ces gisements où le cobalt est lessivé des roches mafiques et ultramafiques par des fluides hydrothermaux oxydés et riches en chlorures issus de l’évaporation, puis est déposé en réponse à la diminution de la fO₂ dans les sédiments carbonés qui s’accumulent dans les bassins de rift intracratoniques.

Le cobalt est également concentré dans des veines hydrothermales, notamment dans le « Cobalt Embayment » de l’Ontario et dans le district de Bou Azzer au Maroc, lequel fournit actuellement 2 % du cobalt mondial. Les minéralisations sont des arséniures et des sulfarséniures, les roches hôtes sont felsiques et le fluide minéralisé est constitué de saumure oxydée à forte salinité. À Bou Azzer, la source de Co est une ophiolite serpentinisée adjacente, alors que dans le Cobalt Embayment, la source probable est la diabase de Nipissing. Nous proposons que le Co a été mobilisé à partir des roches mafiques ou ultramafiques sous forme de CoCl₄^2- et déposé en réaction à la neutralisation du pH par les roches hôtes felsiques. La source de l’arsenic est inconnue.

Le Corridor de Rex est défini par une anomalie géochimique linéaire géante en cuivre et en terres rares dans les sédiments de fond de lac spatialement associée au linéament crustal Allemand-Tasiat de la Sous-province archéenne de Minto de la Province géologique du Supérieur. Dans ce corridor N-S d’environ 330 km de long par 30 à 50 km de large, les travaux d’exploration d’envergure entrepris par Azimut depuis 2010 se poursuivent avec SOQUEM depuis 2019 dans le cadre d’une alliance stratégique sur les projets Rex et Rex Sud.

À la suite d’une modélisation prévisionnelle initiale d’Azimut, plus de 150 indices minéralisés ont été découverts par prospection de surface, dont plusieurs zones de longueur kilométrique. Ils révèlent un important potentiel régional, encore largement sous-exploré, en métaux critiques et stratégiques incluant le cuivre, les terres rares, le tungstène, l’étain et d’autres sous-produits (bismuth, tellure, molybdène, cobalt, rhénium, indium).

Trois principaux types gîtologiques distincts sont identifiés :

- Iron Oxide Copper Gold (« IOCG ») à Cu dominant avec Mo, Co, Re, In : cinq zones minéralisées bréchiques avec magnétite et/ou hématite contrôlées par des failles cassantes majeures et distribuées sur près de 100 km de long et 30 km de large au sein du corridor. Plusieurs dykes de carbonatite, localement minéralisés en Cu, ont été identifiés dans le même environnement structural.

- Greisen-skarn en bordure d’une intrusion granitoïde à fluorite-topaze de 15 km sur 5 km avec des minéralisations en Cu, Au, Ag, W, Sn, Bi, Mo et Te. L’enveloppe favorable est reconnue sur près de 30 km de long autour de l’intrusion. La mise en place de cette intrusion semble être contrôlée par une zone de faible pression associée au décrochement senestre le long du Corridor de Rex.

- Zones de cisaillement à Au (Cu, Te, Ag) au sein de ceintures volcano-sédimentaires incluant des formations de fer.

Le Corridor de Rex, situé dans le Domaine supracrustal de Qalluviartuuq, longe une zone de suture crustale liée à son accrétion avec le Domaine d’Utsalik dominé par les intrusions de TTG. Lors du blocage de l’accrétion, la formation d’un bourrelet crustal à la base de la croûte, puis la délamination de ce bourrelet et la fusion partielle résultante pourraient expliquer la mise en place d’intrusions alcalines et de carbonatites et la formation de circuits hydrothermaux-magmatiques d’ampleur régionale de type IOCG. Le caractère post-tectonique des systèmes IOCG, liés à des failles cassantes, suggère un important potentiel d’extension verticale des minéralisations. De nombreuses cibles géochimiques et géophysiques, déterminées par les levés systématiques, restent à évaluer en forages.

Quels sont les critères qui permettent d’identifier les conditions favorables à la formation d’une concentration de terres rares dans les carbonatites? Les carbonatites sont des roches hôtes potentielles et le Complexe alcalin de Saint-Honoré s’avère une localité exceptionnelle pour définir un contexte favorable.

Le Complexe alcalin de Saint-Honoré est localisé à une dizaine de kilomètres au nord de la ville de Saguenay, dans la province géologique de Grenville. Il est âgé à 582 ±1,8 Ma. Ce complexe se compose de syénites périphériques qui entourent trois zones de carbonatites concentriques : carbonatite calcique, magnésienne et ferrugineuse. La carbonatite ferrugineuse, localisée au centre du complexe alcalin, se compose principalement de dolomite cernée d’ankérite associée à un peu de calcite et de sidérite. Les minéraux accessoires importants sont la barytine et les fluorocarbonates de terres rares (bastnaesite, parisite), la monazite-(Ce), l’halite et le quartz. Verticalement, le gisement se divise en 4 zones de la surface vers la profondeur : 1) zone sublatéritique (0 à 100 m), 1) zone riche en fluorocarbonates de terres rares et pauvre en halite (100 à 500 m), 3) zone riche en fluorocarbonates de terres rares et en halite (500 à 1000 m) et 4) zone inférieure riche en fluorocarbonates de terres rares. Les minéraux de terres rares se présentent sous la forme de petites aiguilles de 5 à 20 microns de long qui se trouvent en amas globuleux violacés avec de l’halite, du quartz, de l’apatite, du rutile-(Nb) et de la thorianite.

La zone à terres rares de Saint-Honoré a été forée, mais elle demeure non exploitée. Les ressources sont de 1059 Mt à 1,75 % terres rares totales, ce qui en fait un gisement de classe mondiale.

Il est proposé que le gisement a été formé par une combinaison de processus magmatiques et hydrothermaux. L’altération hydrothermale prononcée, l’augmentation du nombre d’inclusions fluides dans les carbonates vers la surface, l’appauvrissement des teneurs en Cl et la préservation des textures ignées primaires en profondeur suggère une plus grande influence des fluides hydrothermaux dans la portion supérieure du gisement. À grande profondeur (> 1000 m), dans la zone à terres rares, la bastnaesite-(Ce) se présente en inclusions dans les cristaux de barytine magmatique, suggérant une préconcentration ignée des terres rares. Cette préconcentration représente un facteur important dans la formation d’un gisement de terres rares dans les carbonatites. Les teneurs élevées en baryum pourraient également représenter un critère important permettant d’identifier les carbonatites ayant un plus grand potentiel de former un gisement.

L’utilisation du scandium (Sc) comme réducteur de la granulométrie et comme durcisseur dans les alliages d’aluminium est bien connue grâce aux travaux de recherche et de développement des dernières années. Cependant, son utilisation a été limitée en raison du manque de sources d’approvisionnement en dehors de la Chine et de la Russie, ainsi que des prix excessifs des matériaux. Le Groupe Minier Impérial se concentre sur le développement de son projet de Sc-ETR du Lac Crater dans le nord-est du Québec, situé près des grandes alumineries du Québec.

À ce jour, la minéralisation définie sur la propriété est liée à une série de dykes mafiques annulaires mis en place lors de l’effondrement d’une caldeira. Les corps intrusifs sont composés de dykes et de divers corps de ferrosyénite riche en pyroxène, amphibole, olivine et magnétite. La minéralisation de scandium est liée aux pyroxènes et aux amphiboles, ce qui permet de l’identifier sur les cartes magnétométriques en raison de leurs fortes susceptibilités magnétiques. Des quantités importantes d’éléments de terres rares sont également associées aux ferrosyénites. Le projet a été avancé au niveau de l’évaluation économique préliminaire (EEP). Impérial a maintenant l’intention de procéder à une étude de faisabilité.

La présentation passera en revue la géologie, la minéralogie et la minéralisation du complexe du Lac Crater, les ressources minérales de la zone TG, le potentiel minéral, l’examen des travaux métallurgiques accomplis à ce jour et les faits saillants des résultats de l’étude économique préliminaire.