Métallogenèse et déformation – les vecteurs structuraux pour l’exploration minérale

Les minéralisations dites syngénétiques, principalement représentées par les gisements de sulfures massifs volcanogènes (VMS) et par les SEDEX, sont stratiformes/stratoïdes et pénécontemporaines de la formation des roches encaissantes. Dans les séquences phanérozoïques, ces minéralisations se forment souvent en contexte de suprasubduction, soit dans des environnements de rift, d’arc insulaire et/ou de bassin avant-arc. Les structures crustales communément associées à ce type de minéralisation sont relativement simples et constituées d’un réseau de failles normales ayant permis le drainage des magmas et/ou des fluides hydrothermaux. Ces failles syngénétiques pourront cependant être plissées, faillées et/ou réactivées lors d’un ou plusieurs évènements orogéniques subséquents, ce qui rend souvent très complexe l’analyse stratigraphique et structurale de ces gisements. Cette conférence présentera trois cas de figure provenant de séquences volcaniques et sédimentaires cambro-ordoviciennes des Appalaches du sud du Québec et soulignant l’apport de la cartographie géologique régionale et de la géochronologie isotopique à ce type de problématique. Nous discuterons des cas :

- des séries ophiolitiques, dont les âges U-Pb varient d’environ 505 à 480 Ma, qui sont porteuses de minéralisations en Cr, EGP, Ni et de sulfures de type Chypre et pour lesquelles les structures liées à leur formation en milieu océanique et à leur mise en place sur le continent sont préservées malgré la superposition de deux phases de déformation subséquentes;

- du Complexe d’Ascot, un arc volcanique daté à environ 474 à 471 Ma, au sein duquel toutes les structures syngénétiques ont été fortement oblitérées par la déformation polyphasée et le métamorphisme régional;

- du Groupe de Magog, une séquence sédimentaire synorogénique ayant échappé aux déformations liées à l’accrétion des séries précédentes sur la marge de Laurentia durant l’orogénie taconienne.

Les relations de terrain et les âges U-Pb et ⁴⁰Ar/³⁹Ar obtenus pour les ophiolites et l’arc volcanique indiquent que leur imbrication et leur accrétion sur la marge laurentienne s’est étalée sur ~15 Ma (entre environ 475 et 460 Ma) pendant les stades précoces de l’orogénie taconienne. Toutes ces roches ont par la suite enregistré, à différentes intensités, les effets combinés des deux phases orogéniques subséquentes, soit les phases salinique (environ 430 à 420 Ma) et acadienne (environ 380 Ma).

Détentrice d’un vaste portefeuille de titres miniers dans le secteur de l’ancienne mine Selbaie (56,9 Mt à 0,87 % Cu, 1,85 % Zn, 39,0 g/t Ag et 0,55 g/t Au; CONSOREM), SOQUEM est active dans la région depuis plusieurs années. Elle y a effectué de nombreux travaux, notamment des levés géophysiques et des forages. D’abord dédiés à la définition du gîte de sulfures massifs volcanogènes (SMV) B26, les travaux se sont récemment concentrés sur la propriété Wagosic qui présente un fort potentiel. Les minéralisations recherchées de type SMV-épithermales atypiques de type Selbaie sont intrinsèquement liées à la formation de failles synvolcaniques dans un contexte de caldeira archéenne. Ces minéralisations peuvent être catégorisées en trois grands types. On trouve d’abord des veines et des brèches hydrauliques riches en cuivre dans les parties profondes de la séquence stratigraphique favorable. Celles-ci sont suivies des minéralisations de zinc, argent et cuivre sous forme de veines, veinules et/ou disséminées. Finalement, dans la partie supérieure de la séquence, on observe des lentilles massives stratiformes principalement composées de pyrite, mais localement à zinc, argent et cuivre.

La construction du modèle lithostructural a débuté par une interprétation lithostratigraphique détaillée, basée sur les descriptions géologiques historiques et sur une sélection d’éléments majeurs et en traces (Al²O³, TiO², Nd, Zr et Hf) qui a permis de générer une série de diagrammes discriminants. Cette interprétation a mené à la production d’une couche géologique de base sur laquelle ont été superposés différents indices d’altération typiquement associés aux minéralisations de SMV issus du traitement des données lithogéochimiques à l’aide du logiciel LithoModeleur (CONSOREM; norme SV-350°C).

L’intégration au modèle lithostratigraphique des données géochimiques, géophysiques et structurales (éléments traceurs, MAG, EM, PP, zones de cisaillement régionales et failles tardives) a permis de générer le nouveau modèle lithostructural tridimensionnel. En 2023, la stratégie d’exploration basée sur ce modèle a contribué à définir l’orientation de la lentille zincifère VMS-037 (découverte en 2019, 4,64 % Zn, 230,6 g/t Ag et 1,58 % Pb sur 24,2 m) avec une nouvelle intersection de forage de 3,49 % Zn, 73,9 g/t Ag et 0,33 % Pb sur 40,15 m. Le ciblage à partir de cette nouvelle interprétation lithostructurale a également mené à la découverte de la zone cuprifère Xylem, une première sur la propriété Wagosic, avec une intersection de 1,77 % Cu, 14,9 g/t Ag et 0,05 g/t Au sur 13,8 m incluant 6,87 % Cu, 55,7 g/t Ag et 0,24 g/t Au sur 2,4 m. Ce type d’injection de chalcopyrite et pyrite semi-massives à l’intérieur d’une rhyolite de type « WAT » s’apparenterait à une brèche cuprifère typique de l’ancienne mine Selbaie.

Pour bien des gîtes d’or de l’Abitibi, la question est bien souvent de savoir s’ils sont antérieurs à la déformation schisteuse ou synchrones à celle-ci. Par ailleurs, dans bien des cas, ces gîtes se trouvent au sein de zones d’altération. La question qui se pose est toujours la même : est-ce que la zone de déformation est là parce qu’il y avait une zone d’altération auparavant ou bien est-ce que la zone d’altération est contemporaine du corridor de déformation? Pour ce qui est de la minéralisation, celle-ci est-elle précoce ou syncinématiques? Une étude fine de ces éléments peut s’imposer pour répondre à cette question. Les gîtes d’Eagle-Telbel et de Douay nous permettront d’illustrer comment décrypter ces situations. Ce travail revêt une grande importance pour les prochaines campagnes de forage touchant ces minéralisations.

Auteurs : Manon Valette, Stéphane De Souza (UQAM), Patrick Mercier-Langevin (CGC-Qc) et Olivier Côté-Mantha (Mines Agnico Eagle)

Les gîtes d’or de type orogénique associés aux formations de fer rubanées (FFR) dans les ceintures de roches vertes archéennes contribuent de façon importante à la production canadienne d’or. Cependant, en plus des complications résultant de leur association à des pièges structuraux, la morphologie de ces gîtes est souvent complexe, car contrôlée par la réactivité géochimique, la rhéologie et la géométrie des FFR lors de la circulation des fluides minéralisateurs. Au cours des 10 dernières années, l’exploration des minéralisations d’or de type orogénique associées aux FFR a conduit à la découverte de nouveaux gîtes et gisements, tels que le gîte d’Amaruq au Nunavut, et à l’émergence d’une nouvelle province métallogénique aurifère (> 20 Moz) dans ce secteur du Bouclier canadien. Le gîte d’or d’Amaruq (5,7 Moz) est localisé dans la ceinture de roches vertes néoarchéennes du Groupe de Woodburn Lake du craton de Rae, dans la partie occidentale de la Province de Churchill. Ce secteur a été affecté par plusieurs orogenèses à l’Archéen et au Paléoprotérozoïque. Le gîte est encaissé dans l’assemblage de Rumble caractérisé par la présence de komatiites et de basaltes d’affinité tholéiitique et calco-alcaline. Des roches sédimentaires clastiques, volcanoclastiques et chimiques localement riches en fer sont également présentes, créant ainsi de forts contrastes rhéologiques et géochimiques au sein de la séquence volcano-sédimentaire. De ce fait, les zones minéralisées du gîte d’Amaruq s’expriment sous plusieurs formes en fonction des pièges structuraux et/ou lithologiques : veines calcosilicatées, zones de remplacement stratoïdes riches en pyrrhotite ou plusieurs générations de veines de quartz. Ces différents styles témoignent d’une déformation dans le régime ductile à ductile-cassant. L’or est libre et associé à la présence d’arsénopyrite ± löllingite ou de pyrrhotite. Le gîte d’Amaruq est caractérisé par une minéralisation pré-pic métamorphique M2 qui a été métamorphisée au faciès des amphibolites. Un évènement rétrograde au faciès des schistes verts supérieur, dont les paragenèses sont aussi associées à la présence d’or, s’y superpose. Cela évoque la possibilité d’une activité hydrothermale de longue durée lors d’un chemin métamorphique prograde et rétrograde ou d’une remobilisation partielle de la minéralisation. La géométrie des zones minéralisées est le résultat de deux principales phases de déformation, l’une d’âge néoarchéen (D2/M2) et l’autre d’âge paléoprotérozoïque (D3/M3). Amaruq est l’une des découvertes majeures réalisées ces 10 dernières années au Canada dont la genèse et l’évolution tectonométamorphique complexe témoignent de plus d’un milliard d’années d’histoire. Ces travaux démontrent l’importance des études multidisciplinaires afin de pouvoir formuler des guides et vecteurs d’exploration robustes.

Auteurs : Jean Goutier (JGservices), Jérôme Lavoie (MRNF) et Sylvain Trépanier (CONSOREM)

Cette présentation résulte en grande partie des travaux réalisés pour le CONSOREM. La région d’Eeyou Istchee Baie-James présente une grande variété lithologique avec des âges entre 3,5 Ga et 0,55 Ga. Cela implique la présence de plusieurs phases de déformation, aussi bien à l’Archéen qu’au Protérozoïque. Il est donc important d’identifier les épisodes de déformation associés à la minéralisation. Les grandes structures ont été identifiées à partir de nos observations de terrain, de l’imagerie satellitaire, du gradient vertical du champ magnétique résiduel (basse et haute résolution), des polygones géologiques, du degré de déformation des affleurements de géofiche, des mesures structurales planaires et linéaires et des relations de recoupement. L’âge des épisodes de déformation a été défini grâce à une compilation des datations U-Pb.

Certaines phases sont ductiles, tandis que d’autres sont cassantes, en particulier celles d’âge protérozoïque. Les phases de déformation mésoarchéennes sont observées localement, mais il est difficile de les associer à des minéralisations syntectoniques particulières. Au Néoarchéen, les phases d’extension et de compression vont se succéder, ce qui va favoriser la mise en place d’intrusions minéralisées (Cu-Au; Cu-Zn-Ag-Au; Cu-Mo-Au-Ag; Au) ou la formation de zones de cisaillement aurifères. On observe donc plusieurs générations de systèmes filoniens, les plus anciens sont métamorphisés au faciès des amphibolites alors que d’autres, plus récents, sont associés à un métamorphisme au faciès des schistes verts.