Les nouvelles frontières de l’exploration pour le nickel au Québec

Auteurs : C. Michael Lesher (Université Laurentienne) et Michel G. Houlé (CGC-Québec).

L’abondance en sulfures ou en alliages et les rapports de métaux des gisements magmatiques de Ni-Cu-Co-(EGP) sont très variables. De plus, ces gisements se sont formés dans tous les temps géologiques (du Mésoarchéen au Cénozoïque) à partir d’un large éventail de magmas primitifs (komatiitique à dioritique quartzifère) et dans une grande variété de contextes tectoniques (extensionnel à convergent), de sorte qu’aucun de ces attributs ne constitue un critère d’exploration particulièrement utile. Une classification plus pratique pour l’exploration est basée sur la nature des unités hôtes : 1) nappes de fusion d’impact (p. ex. Sudbury en Ontario); 2) intrusions mafiques-ultramafiques stratifiées (p. ex. Muskox au Nunavut, Bushveld en Afrique du Sud, Duluth et Stillwater aux É.-U.); 3) laves/filons-couches/dykes mafiques-ultramafiques canalisés (p. ex, Raglan-Expo au Québec, Thompson au Manitoba, Voisey’s Bay à Terre-Neuve-et-Labrador, Kambalda-Mt Keith en Ausdtralie-Occidentale, Norilsk en Russie); 4) cheminées volcaniques/culots/stocks mafiques-ultramafiques (par exemple, Lynn Lake au Manitoba, Montcalm en Ontario, Giant Mascot en Colombie-Britannique); et 5) péridotites orogéniques (p. ex., Decar en Colombie-Britannique).

Ces gisements présentent des variations de forme, d’orientation originale (et actuelle), de composition et de degrés de zonation/différenciation/stratification/bréchification, qui sont difficiles à prévoir lors des premiers stades de l’exploration, mais qui présentent des contextes tout aussi prometteurs. Cependant, dans la plupart des cas, la minéralisation de Ni-Cu-Co-(EGP) est préférentiellement associée aux roches les plus magnésiennes de tous les groupes, aux parties subhorizontales des unités du Groupe 3 et aux bordures des unités des groupes 1 et 2. Les groupes 1 et 3 contiennent souvent (mais pas toujours) des quantités plus importantes de sulfures. Les minéralisations à faible teneur en soufre dans les dunites/péridotites serpentinisées ne nécessitent pas d’apport de soufre externe, alors que cela est nécessaire pour les variétés à forte teneur en S. Dans ce dernier cas, le soufre provient le plus souvent d’unités situées à peu près au même niveau stratigraphique que les unités minéralisées. Les sulfures de Fe-Ni-Co-(Cu) disséminés dans les dunites/péridotites du Groupe 3 ont peut-être été enrichis en Ni-Co pendant la serpentinisation de l’olivine. Certaines minéralisations du Groupe 5 semblent s’être formées ou ont été modifiées dans des conditions de fO2 qui ont favorisé la stabilisation des alliages Ni ± Pt ± Ir-Os.

Les nappes de fusion d’impact du Groupe 1 (p. ex. Manicouagan) et les intrusions stratifiées du Groupe 2 reconnues au Québec ne semblent pas avoir été assez grandes et/ou contenir suffisamment de sulfures dans les roches cibles/encaissantes pour former des minéralisations économiques. Les laves/filons-couches/dykes canalisés du Groupe 3 connus (p. ex., Raglan-Expo, Marbridge, Grasset; Dumont) sont abondants et représentent actuellement les cibles d’exploration les plus intéressantes. Toutefois, avec le besoin croissant de Ni-Cu-Co-EGP dans le cadre de la transition vers l’énergie verte, les petits gisements associés aux cheminées volcaniques/culots/stocks mafiques-ultramafiques du Groupe 4 au Québec (p. ex., Lac Rocher, Lac Édouard, Renzy) deviendront des cibles beaucoup plus attrayantes. Les péridotites orogéniques du Groupe 5 au Québec ne semblent pas être aussi prometteuses que celles des autres régions.

Le gisement de Renzy se trouve dans la partie SW de la Province de Grenville, à environ 80 km au NW de Mont-Laurier, au Québec. Il a été exploité à ciel ouvert entre 1969 et 1972 par Renzy Mine qui y a extrait un total de 716 000 tonnes courtes de minerai de Ni-Cu à une teneur de 0,72 % Cu et 0,70 % Ni. Le gisement est logé dans des intrusions mafiques à ultramafiques comparables à des filons-couches qui font partie du Terrane de Renzy, lequel, dans la littérature actuelle, est interprété comme étant traversé par la Zone de cisaillement en décrochement de Renzy orientée ENE. Cependant, des observations plus récentes suggèrent que le Terrane de Renzy représente une klippe tectonique reposant sur le socle archéen du Parautochtone. Cet ensemble allochtone a donc subi un déplacement important et s’est formé à l’origine en bordure de la Laurentia. Il est principalement composé de roches métasédimentaires clastiques d’origine volcanique à hornblende, intercalées de niveaux mineurs de métapélites graphitiques et de carbonates, ainsi que de roches métavolcaniques de composition principalement intermédiaire. Des filons-couches mafiques et ultramafiques, dont les unités encaissantes du gisement de Ni-Cu, composés de gabbro à grain moyen à grossier, de diorite, de péridotite et de pyroxénite, ont été injectés dans cet assemblage supracrustal. La pyroxénite est principalement constituée de webstérite à olivine et d’orthopyroxénite avec d’abondants oïkocristaux d’orthopyroxène. Une méta-andésite de la séquence supracrustale a donné un âge U-Pb de 1478 ±3 Ma (LA-ICP-MS), et des filons-couches granodioritique et granitique ont donné des âges de 1468 et 1458 Ma, respectivement. Aucune des unités datées ne contient de zircon ou de noyau plus anciens, ce qui suggère une origine juvénile pour le Terrane de Renzy. La séquence entière a été métamorphisée au faciès des éclogites et est donc probablement liée à la Zone de charriage de l’Allochtone (ABT), qui prend racine dans la partie sud de la propriété de Renzy sur le flanc sud d’une antiforme intercalée du socle. Le Terrane de Renzy fait donc partie d’un vaste système d’arcs et d’arrière-arcs océaniques et d’arcs continentaux formés en bordure de la Laurentia au début du Mésoprotérozoïque, qui comprend notamment les arcs de Montauban et d’Escoumins dans le centre et l’est de la Province de Grenville. L’âge et le contexte tectonique du gisement de Renzy sont similaires à ceux du gisement de Nova-Bollinger dans le SW de l’Australie, ce qui laisse entrevoir l’utilité potentielle de tels métallotectes dans le Terrane de Renzy et ailleurs dans la Province de Grenville.

Auteurs : Michel G. Houlé (CGC-Québec) et C. Michael Lesher (Université Laurentienne)

Les minéralisations de Ni-Cu-(EGP) dans la Province du Supérieur sont associées à des magmas komatiitiques (p. ex. Eagle's Nest, Alexo, Marbridge, Grasset; Crawford, Dumont,) et basaltiques (p. ex. Kenbridge, Montcalm, Lorraine) formant une grande variété d’intrusions/coulées ultramafiques à mafiques. La plupart des unités hôtes komatiitiques semblent être des conduits de lave/magma à cumulats d’olivine, mais certaines se sont mises en place tardivement et ont formé des corps de dunite ± péridotite peu différenciés (p. ex., Eagle's Nest, Alexo, Marbridge), tandis que d’autres se sont mises en place tôt et ont formé des corps de dunite ± péridotite ± pyroxénite-gabbro plus différenciés (p. ex., Crawford, Dumont). Certains contiennent un spectre de type de minéralisations comprenant des sulfures massifs, semi-massifs, à texture réticulée et disséminés (p. ex., Alexo, Marbridge), tandis que d’autres contiennent principalement des sulfures disséminés à grain fin (p. ex., Crawford, Dumont). Les gisements connus se trouvent principalement dans le Terrane d’Abitibi-Wawa (p. ex. Shebandowan, Alexo, Marbridge, Grasset, Crawford, Dumont, Montcalm) et dans le Superdomaine de Bird River-Uchi-Oxford-Stull-La Grande Rivière-Eastmain (BUOGE) (p. ex. Makwa, Eagle's Nest, Nisk). Les découvertes les plus récentes (Eagle’s Nest-2007; Grasset-2014; Crawford-2019) présentent des styles contrastants de minéralisation Ni-Cu-(EGP). L’intrusion Eagle’s Nest, qui fait partie de la suite intrusive du Ring of Fire dans le Domaine Oxford-Stull en Ontario, a été mise en place dans des roches encaissantes tonalitiques sous la forme d’un dyke subhorizontal en forme de lame pour ensuite subir une rotation qui explique son orientation subverticale actuelle. La minéralisation en sulfures de Ni-Cu-(EGP) se trouve le long de la marge NW d’un corps d’harzburgite ± lherzolite ± wehrlite d’environ 500 m de large (N-S), 85 m d’épaisseur (E-W) et de plus de 1500 m de profondeur. Elle est dominée par des sulfures à texture réticulée, mais présente un large éventail de faciès de sulfures à texture réticulée et des sulfures disséminés, semi-massifs et massifs. Le gisement de Grasset se trouve dans le Complexe ultramafique de Grasset, lequel est composé de plusieurs filons-couches et coulées komatiitiques distincts d’une longueur d’environ 8,5 km qui se sont mis en place dans une succession volcanique mafique à felsique dans la partie nord de l’Abitibi au Québec. Le gisement comprend un niveau inférieur (H1) près de la base et un niveau supérieur (H3) près de la partie sommitale de cette unité de cumulats indifférenciés riches en olivine. Ces niveaux sont tous deux composés de sulfures à texture réticulée et de sulfures disséminés avec une quantité moindre de sulfures semi-massifs et massifs. Le gisement Crawford, situé dans la partie nord de l’Abitibi, en Ontario, est encaissé dans une unité ultramafique-mafique comportant une épaisse zone dunitique-péridotitique inférieure et une zone gabbroïque supérieure plus mince. La minéralisation de très faible teneur est dominée par la pyrrhotite, la pentlandite, l’heazlewoodite et l’awaruite disséminées ou sous la forme d’inclusions pœcilitiques.

Les récentes découvertes de ces gisements mettent en évidence la grande prospectivité du Terrane d’Abitibi-Wawa et du Superdomaine BUOGE pour les minéralisations à forte et à faible teneur en Ni-Cu-(EGP).

Auteurs : Jean-Marc Lulin, Mathieu Landry et Marc Philippin (Exploration Azimut)

Le nickel est l’un des métaux irremplaçables de la transition énergétique. De nouveaux gisements doivent être découverts pour répondre à une demande en 2050 estimée à près de 5 fois la production mondiale actuelle. Face à cet énorme défi, le Québec se positionne de façon compétitive avec une géologie favorable, une excellente base de données géoscientifiques et un environnement d’affaires fiable.

Azimut place au cœur de ses activités la réalisation d’évaluations prévisionnelles du potentiel minéral et la génération de projets majeurs, ensuite explorés seuls ou en partenariat. Cette approche consiste dans le traitement numérique des données géoscientifiques via son système expert AZtechMine^TM. Depuis 2003, plusieurs évaluations sur le potentiel en nickel à l’échelle du Québec ont été conduites par la Société. La région Eeyou Istchee Baie James apparaît comme l’une des plus prospectives mais est considérée par Azimut comme sous-explorée. L’existence d’infrastructures de qualité est, par ailleurs, un avantage marquant de la région.

Depuis 2021, Azimut a acquis 200 cibles nickel distinctes, réparties en 95 blocs de claims détenus à 100 % par la Société (2,636 claims, 1376 km²). Ces blocs n’ont, pour la plupart (88 %), jamais fait l’objet d’exploration préalable mais résultent d’une démarche de ciblage régionale rigoureuse et systématique.

Azimut cible principalement de petites intrusions ultramafiques de type conduit magmatique, synvolcaniques ou post-tectoniques, pouvant contenir des accumulations substantielles de sulfures massifs à Ni-Cu-Co-EGP. Plusieurs exemples de gisements servent de référence, en particulier Eagle’s Nest (Ring of Fire, Ontario), Voisey’s Bay (Labrador) et Eagle (Michigan).

La génération de cibles est réalisée selon une méthodologie de traitement des données régionales combinant les données géochimiques multi-élémentaires des sédiments de fond de lac et les données géophysiques (magnétisme, gravimétrie). Cette approche permet de reconnaitre de façon très discriminante la signature des prospects nickel déjà connus sur l’ensemble du territoire analysé (174 208 km²) : une combinaison de critères capture la signature spécifique de 49 % des prospects sur 0,98 % du territoire et, plus largement, de 60 % des prospects sur 1,88 % du territoire. Ainsi, près de 98 % du territoire présente, selon cette approche, relativement moins de potentiel. L’apport clé de cette modélisation est qu’elle permet d’identifier, dans les portions de territoire reconnues comme favorables, des secteurs inexplorés avec des signatures comparables qui sont, potentiellement, de nouvelles cibles. L’analyse est également supportée par un traitement très discriminant des données magnétiques.

Les résultats récents obtenus sur le Projet Wapatik (Azimut / Option Mont Royal) valident de façon indirecte ce ciblage. Une intrusion ultramafique kilométrique, découverte dès le début des travaux en 2021, livre des résultats initiaux encourageants en forage (2,68 % Ni, 1,30 % Cu, 0,09 % Co sur 3,30  m).

Les 200 cibles du Projet Nickel Baie James peuvent contribuer à positionner le Québec dans la course aux métaux stratégiques. Une importante phase de levés héliportés et un suivi en validation de terrain sont en préparation.

Auteurs : Anne-Aurélie Sappin, Michel G. Houlé, Marie-Pier Bédard (CGC-Québec), David Corrigan, Nicole Rayner, Natasha Wodicka (CGC-Ottawa) et Cynthia Brind’Amour-Côté (Fonds d’exploration minière du Nunavik)

La Suite intrusive de Soisson regroupe des intrusions gabbroïques d’envergure kilométrique bien préservées qui affleurent le long d’une bande NW-SE d’environ 180 km de long dans la Zone Noyau (sud-est de la Province de Churchill). Ces intrusions sont principalement composées de gabbro à olivine, de gabbro, de gabbronorite et de quelque norite massives à subophitiques. Elles présentent des structures de cumulat avec des cristaux cumulus de plagioclase, d’olivine et, localement, de clinopyroxène et d’orthopyroxène, ainsi que des oïkocristaux de clinopyroxène et, dans certains cas, d’orthopyroxène et d’olivine. Les intrusions de Soisson présentent des âges similaires (environ 1312 à 1311 Ma) et des caractéristiques pétrographiques, géochimiques et minéralogiques comparables, ce qui suggère que ces intrusions gabbroïques sont cogénétiques. Elles se sont formées à partir de magmas parents basaltiques à faible teneur en MgO (~6–7 % en poids). Ces intrusions ont incorporé des quantités variables de matériel crustal pendant leur mise en place, comme en attestent les observations de terrain (p. ex. la présence de xénolites) et les données géochimiques (p. ex. l l’appauvrissement en Nb et Ta). Elles contiennent des concentrations subéconomiques de Ni, Cu et Co. Parmi les intrusions qui constituent la Suite intrusive de Soisson, l’Intrusion de Papavoine semble représenter la cible d’exploration la plus prometteuse. Celle-ci est composée des roches les plus primitives de la suite intrusive, en particulier une mince unité de péridotite serpentinisée, et présente des accumulations de sulfures magmatiques notables le long des contacts avec les roches encaissantes avec des teneurs allant jusqu’à 1,2 % Ni et 0,5 % Cu. De plus, cette suite partage de nombreuses similitudes pétrologiques, géochimiques et minéralogiques avec les cumulats de troctolite et de gabbro à olivine des intrusions de Voisey’s Bay et de Mushuau de la Suite plutonique de Nain au Labrador. Elle est également, contemporaine de la phase intrusive mafique la plus jeune de la Suite plutonique de Nain (p. ex. l’Intrusion de Mushuau, 1317 à 1313 Ma). Ces intrusions se seraient mises en place le long de failles crustales dans des zones d’anisotropie régionale. Ces similarités suggèrent donc que la Suite intrusive de Soisson et les intrusions gabbroïques et troctolitiques de la Suite plutonique de Nain ont été formées par des processus pétrologiques comparables, favorables à la formation de minéralisation en Ni-Cu-Co, mais elles soulèvent également des questions sur leur lien génétique potentiel et leur connectivité en profondeur.

Auteurs : C. Michael Lesher, Dylan McKevitt (Université Laurentienne) et Michel G. Houlé (CGC-Québec)

Les gisements de Ni-Cu-(EGP) des parties centre-est (camp de Raglan) et sud-est (camp d’Expo) de la ceinture de Cape Smith (CCS, ~1,88 Ga) sont parmi les exemples de minéralisations de sulfure magmatique associées à des komatiites les mieux préservées et les mieux exposées dans le monde. La stratigraphie volcano-sédimentaire de l’est de la CCS comprend (de base vers le sommet) : 1) des roches siliciclastiques et carbonatées, des basaltes tholéiitiques et des semipélites sulfurées du Groupe de Povungnituk; et 2) des coulées et des filons-couches de péridotite minéralisée (faciès d’écoulement en chenal) à pyroxénite-gabbro à olivine (faciès d’écoulement en nappe; par ex. Cross Lake), des chenaux de lave extrusifs/invasifs à péridotite-pyroxénite minéralisée (p. ex. Katinniq), des basaltes à phénocristaux d’olivine, de pyroxène et de plagioclase du Groupe de Chukotat. Des filons-couches et des coulées de pyroxénite-gabbro différenciés de la Suite du Lac Bélanger et des dykes en forme de lame de péridotite à pyroxène-mélagabbro (p. ex. Expo, Méquillon) se sont mis en place dans la partie supérieure du Groupe de Povungnituk.

Les basaltes à phénocristaux d’olivine, de pyroxène et de plagioclase du Groupe de Chukotat, les chenaux de lave minéralisés, les coulées en nappe chenalisées et les dykes en forme de lame (collectivement le Système de Chukotat) ont des teneurs en éléments compatibles (Mg, Cr et Ni) plus élevées et des teneurs en éléments incompatibles (Th, Nb, TR légères, Zr et Ti) plus faibles que les basaltes du Povungnituk et les coulées et filons-couches de la Suite du Lac Bélanger (collectivement le Système de Povungnituk). Le comportement des éléments Th-Nb-Yb suggère que les magmas du Chukotat sont issus d’un fort degré de fusion partielle d’une source mantellique appauvrie avec un niveau variable de contamination par les semipélites de la partie supérieure du Povungnituk, alors que les magmas du Povungnituk seraient issus d’un degré faible à modéré de fusion partielle d’une source mantellique appauvrie. Les roches mafiques à grain plus grossier de la Suite du Lac Bélanger ne se distinguent pas géochimiquement des basaltes environnants du Povungnituk, ce qui indique qu’il s’agit de coulées épaisses refroidies lentement et pas nécessairement des filons-couches synvolcaniques superficiels.

Les péridotites et les bordures pyroxénitiques des unités de Raglan (jusqu’à 43 % et 20 % en poids MgO, respectivement) sont plus magnésiennes que les pyroxénites à olivine et les bordures mélagabbroïques des unités d’Expo (jusqu’à 35 % et 16 % poids MgO, respectivement). Les minerais de Raglan ont un rapport Ni/Cu plus élevé (moyenne ~5) que ceux d’Expo (moyenne ~1). Contrairement à certaines interprétations antérieures, ces différences géochimiques suggèrent que les dykes plus évolués en forme de lame dans le camp d’Expo n’ont pas alimenté les chenaux de lave moins évoluée du camp de Raglan, et qu’ils représentent des parties distinctes du système de conduits éruptifs qui a alimenté les basaltes de Chukotat. Les concentrations en Th et les rapports La/Sm plus élevés des unités de Raglan suggèrent que celles-ci ont été plus contaminées par les sédiments du Povungnituk, ce qui est cohérent avec leurs plus grandes épaisseurs et leurs températures inférées plus élevées.

Les caractéristiques lithogéochimiques des diverses composantes magmatiques du système de Chukotat fournissent des contraintes importantes sur les relations pétrogénétiques et métallogéniques et donc sur la nature du système de conduits volcanique-subvolcanique-intrusif et devraient aider à identifier les unités potentiellement favorables dans les zones situées dans l’extension latérale des gisements de sulfures connus.