Présentations du Défi de la recherche en géosciences

Auteurs : Mohamed Ghazali et Renaud Soucy La Roche (INRS-ETE)

Une compilation des âges métamorphiques des unités au faciès supérieur des amphibolites à celui des granulites de la Province de Grenville indique l’existence d’une importante phase de collision continent-continent entre 1080 et 980 Ma. Toutefois, d’importantes unités magmatiques de la Haute-Mauricie, dont certaines sont riches en éléments des terres rares (ETR), sont interprétées comme s’étant mises en place dans un contexte d’arc volcanique entre 1045 et 1020 Ma ou dans un contexte intraplaque entre 1020 et 1005 Ma. La signature intraplaque est interprétée comme le témoin d’une période d’extension qui est difficilement réconciliable avec l’épaississement crustal interprété dans la Province de Grenville. Le but de cette étude est d’évaluer les conditions et l’âge du métamorphisme en Haute-Mauricie afin de déterminer la position crustale des roches encaissantes lors de la mise en place des intrusions alcalines riches en ETR.

La zone d’étude se situe autour de La Tuque et de Parent, dans la ceinture Allochtone de la Province de Grenville. Elle est composée de plusieurs unités magmatiques et métasédimentaires datant du Paléoprotérozoïque au Néoprotérozoïque précoce. Le Complexe métasédimentaire de Wabash constitue un site d’étude prioritaire puisqu’il contient des lithologies propices à la datation du métamorphisme et au calcul des conditions de pression-température (P-T). Ce complexe est formé de paragneiss à graphite, de paragneiss rouillé, de paragneiss migmatitisé, de granite d’anatexie, de quartzite, d’amphibolite et de gneiss quartzofeldspathique.

Les paragneiss sont caractérisés par l’association minérale Grt-Sil-Bt-Kfs-Pl-Qz ± Gr, tandis que les amphibolites présentent l’assemblage Hbl-Pl-Grt-Bt-Qz-Cpx ± Opx. Les microstructures telles que des veinules de quartz et de feldspaths et des inclusions polyminéraliques (Qz-Fsp) dans les grenats attestent que les paragneiss ont atteint le stade de la fusion partielle. Ces associations minérales indiquent des conditions P-T du faciès supérieur des amphibolites au faciès des granulites.

Ces résultats préliminaires seront complétés par d’autres observations pétrographiques, la pétrochronologie sur monazite et grenat et la modélisation des équilibres de phases. La datation des différents épisodes métamorphiques (prograde, pic, rétrograde) fournira un cadre temporel pour interpréter les conditions P-T dans le contexte de mise en place des intrusions riches en ETR. Les conditions P-T devraient nous renseigner sur la position crustale des roches encaissantes lors de la mise en place des intrusions. Nous évaluerons ensuite si le contexte tectonique intraplaque basé sur les données géochimiques et isotopiques des roches magmatiques est compatible avec les contraintes P-T-t obtenues à partir des roches métamorphiques.

Auteurs : Mohamed Ghazali et Renaud Soucy La Roche (INRS-ETE)

Auteurs : Jérémie Darveau, Carl Guilmette (Université Laval), Antoine Godet (CGC-Québec, Université Laval), Marine Jouvent (Université Laval) et Myriam Côté-Roberge (MRNF)

La Zone tectonique du Front du Grenville (ZTFG) près de Louvicourt expose des unités crustales archéennes parautochtones variablement métamorphisées et exhumées durant l’Orogenèse grenvillienne. La chronologie et les conditions du métamorphisme dans ce secteur ainsi que ses relations avec les unités autochtones adjacentes de la Sous-province du Pontiac sont peu connues. En effet, il n’est pas clair si les roches parautochtones de la ZTFG ont été métamorphisées au faciès des granulites à l’Archéen ou lors de l’Orogenèse grenvillienne. Ainsi, la ZTFG contient des unités mafiques fortement métamorphisées au faciès des granulites de haute pression (croûte inférieure) dont l’âge présumé est paléoprotérozoïque. Or les relations de terrain et les datations isotopiques historiques suggèrent plutôt que certaines de ces occurrences pourraient être beaucoup plus anciennes et avoir été métamorphisées à l’Archéen. Afin de vérifier l’hypothèse qu’il existe bien deux familles d’intrusions mafiques, potentiellement archéennes ou paléoprotérozoïques, nous présentons ici les résultats de nouvelles observations de terrain couplées à des descriptions pétrographiques et des analyses géochimiques de roche totale pour 48 échantillons de métabasites de la ZTFG. Deux groupes de roches métabasiques se distinguent par leurs assemblages minéralogiques et leur contenu en éléments en traces. Le premier groupe comprend des roches massives à microstructure ignée subophitique à montrant l’assemblage plagioclase-clinopyroxène partiellement remplacé par un assemblage métamorphique à grenat-hornblende ± clinopyroxène. La distribution géographique de ces unités est linéaire. Ces roches sont caractérisées par l’absence d’anomalie négative en Nb-Ta, des rapports Nb/Yb (13,1) et Th/Yb (1,7) typiques des OIB et un rapport TiO₂/Yb (1,2) élevé indiquant une source mantellique profonde. Ce premier groupe est interprété comme des dykes mafiques protérozoïques métamorphisés durant l’Orogenèse grenvillienne. Le second groupe est représenté par des roches granoblastiques à grenat-clinopyroxène-orthopyroxène, fortement foliées et plissées isoclinalement qui contiennent de 2 à 10 % de leucosome. Ces unités forment des niveaux décamétriques dans les roches métasédimentaires. Ces roches sont caractérisées par une anomalie négative en Nb-Ta, des rapports Nb/Yb (2,1) et Th/Yb (0,7) similaires aux MORB affectés par de la contamination crustale et un rapport TiO₂/Yb (0,5) faible indiquant une source mantellique peu profonde. Ce second groupe est interprété comme des unités de granulites mafiques archéennes. Ces résultats suggèrent l’existence de deux épisodes métamorphiques de haut grade distincts, avec un premier épisode d’âge kénoréen qui se manifeste par les granulites mafiques et un second épisode grenvillien principalement enregistré dans les dykes mafiques protérozoïques. La quantification de l’évolution pression-température-temps et l’analyse géochronologique sont en cours.

Auteurs : Foulques Guillet de Chatellus, Renée-Luce Simard, Dominique Genna (UQAC) et Rodney Barber (Northern Superior Resources)

Le projet aurifère de Falcon est situé à 5 km à l’ouest du projet de Nelligan (ressources de 73,5 Mt à 0,84 g/t Au), à 45 km au sud de la ville de Chapais au Québec. La minéralisation est encaissée dans les roches sédimentaires de la Formation de Caopatina, au NE de la ceinture de roches vertes de l’Abitibi. Falcon présente des minéralisations atypiques à Au-Mo sans cuivre (1,02 g/t Au sur 35,5 m avec jusqu’à 3400 ppm Mo sur 0,7 m), sous la forme de disséminations, de veines et de veinules de quartz-carbonates ± anhydrite associés à de la pyrite-molybdénite-or. Le but de ce projet de maîtrise, une collaboration entre Northern Superior Resources et l’UQAC, vise la caractérisation de ce style gîtologique singulier. La zone d’étude est dominée par des unités volcano-sédimentaires métamorphisées au faciès des amphibolites. Deux unités majeures se distinguent visuellement : une unité de composition mafique et une unité sédimentaire arkosique. Géochimiquement, la séquence se divise en unités cohérentes, dont l’une porte la majeure partie de la minéralisation. La séquence est recoupée par plusieurs dykes mafiques à felsiques d’affinité calco-alcaline. Des dykes porphyriques de composition tonalitique présentent une association spatiale avec les minéralisations, mais ne sont pas minéralisés. Cependant, on trouve dans la portion ouest de la propriété un dyke porphyrique de composition granodioritique contenant jusqu’à 347 ppm Au.

La minéralisation se présente sous la forme de pyrite disséminée et alignée parallèlement à la foliation, de veinules plissées de quartz-carbonate ± anhydrite, de pyrite-molybdénite, de quartz-orthose ou uniquement de pyrite. L’or se trouve sous forme libre ou en inclusions dans la pyrite. Elle est principalement associée à un halo d’altération potassique de 50 à 100 m d’épaisseur caractérisé par la présence de biotite, de microcline et de séricite ainsi que géochimiquement par une augmentation de l’indice de saturation en muscovite (3K/Al) sur 30 à 70 m autour la zone minéralisée. L’analyse de la pyrite par LA-ICP-MS au LabMaTer (UQAC) permet d’identifier une signature polymétallique (Au-Te-As-Ag-Tl-Pb-Sb-Mo) comparable à celle des systèmes hydrothermaux-magmatiques précoces par rapport à l’évènement de déformation régional, tels que les minéralisations de Coté Gold (Ontario) et de La Grande Sud (Baie-James, Québec). Des cartographies géochimiques mettent en évidence une zonation du contenu en Au-Te-As-Ag-Tl-Pb-Sn-Mo-Zn-Cu en bordure des grains de pyrite, suggérant une recristallisation métamorphique. Finalement, une datation par la méthode Re-Os sur la molybdénite associée à l’or à Falcon a donné un âge de 2709,7 ±11,9 Ma, confirmant une mise en place précoce de la minéralisation. Ces résultats préliminaires suggèrent que le système aurifère de Falcon est lié à un système hydrothermal-magmatique mis en place entre la fin du volcanisme et le début de la déformation régionale.

Auteurs : Rémi Naulot, Dominique Genna, Sarah Dare (UQAC) et Jean-Daniel Fortin-Rhéaume (SOQUEM)

Les sulfures massifs volcanogènes (SMV) représentent des gisements polymétalliques d’importance majeure au Québec, notamment dans les ceintures de roches vertes archéennes. Ces minéralisations montrent un large halo d’altération souvent utile pour l’exploration, avec un assemblage classique à chlorite-séricite et, dans le cas des SMV de type Mattabi, une carbonatation superposée à cette altération. Cette étude a pour but de comprendre la formation des niveaux carbonatés du camp minier de Selbaie, au nord de la ceinture de roches vertes de l’Abitibi, afin de déterminer leur utilité pour l’exploration des SMV. Une approche multidisciplinaire combinant les observations microstructurales, la lithogéochimie et la chimie minérale (LA-ICP-MS du LabMaTer sur les carbonates et la pyrite) a été utilisée pour caractériser le gisement de Cu-Zn-Ag-Au de B26, propriété de SOQUEM. Les minéralisations de type remplacement sont contenues dans des unités volcanoclastiques felsiques métamorphisées au faciès des schistes verts. La carbonatation y est intense, particulièrement le long des unités poreuses felsiques situées dans le toit de la minéralisation, et continue sur environ 10 km. Un échantillonnage systématique réalisé le long de ce niveau a permis d’établir son lien avec les minéralisations et de décrire les variations spatiales de la signature géochimique.

L’étude lithogéochimique a permis de raffiner la distribution des altérations. Le mur des zones minéralisées, dont la minéralogie est dominée par la séricite et la chlorite, est intensément lessivé, alors que le toit présente une importante carbonatation. Les carbonates sont zonés, avec la sidérite proximale, suivi de l’ankérite en position intermédiaire et de la calcite dans les zones plus distales. La distribution des ETR dans ces carbonates, notamment l’anomalie en Eu, permet de différencier les zones minéralisées intensément lessivées du halo d’altération carbonaté. Les analyses de pyrite, quant à elles, ont permis de caractériser la signature SMV de B26 et de son halo d’altération. La signature volcanogène de la pyrite est reconnaissable dans l’ensemble du transect, appuyant la thèse d’une origine volcanogène des niveaux carbonatés à Selbaie. De plus, le contenu en éléments volatils (Ag, Se, Bi) dans les pyrites diminue progressivement avec la distance par rapport aux minéralisations, que ce soit verticalement ou latéralement. Cette diminution du contenu en volatils d’origine magmatique souligne un fractionnement géochimique progressif des fluides hydrothermaux le long des niveaux carbonatés et peut être utilisée comme un vecteur efficace pour cibler les minéralisations à B26. Ainsi, la combinaison des analyses lithogéochimiques et de la chimie minérale a permis de confirmer l’origine volcanogène des carbonates de Selbaie, mais aussi de valider leur potentiel pour l’exploration des SMV.

Auteurs : Sabrine Rajhi, Marc Legault (IRME-UQAT), Hubert Mvondo (MRNF) et Robin Potvin (Cégep A-T)

Ce projet touche l’étude des caractéristiques des pegmatites du secteur du Batholite de La Motte (BLM) en Abitibi localisé au cœur du triangle Rouyn-Noranda-Amos-Val d’Or et à 20-40 km à l’ouest de la mine North American Lithium (101,9 Mt à 1,06 % Li₂O; Sayona Québec). La région abrite des minéralisations de minéraux critiques et stratégiques (MCS), notamment le gisement Authier, qui sont exclusivement associées à des pegmatites de type Li-Cs-Ta. Une campagne de cartographie et d’échantillonnage a eu lieu à été 2022 qui visait à caractériser minéralogiquement et géochimiquement les pegmatites du secteur afin de mieux orienter l’exploration pour le lithium. Cette caractérisation a permis de distinguer différents types de pegmatites dans le secteur du BLM, des amas stériles aux dykes à spodumène. À l’intérieur du BLM, les faciès pegmatitiques de celui-ci montrent des caractéristiques chimiques comparables aux dykes de pegmatite qui le recoupent, suggérant ainsi un lien génétique malgré une différence d’âge de quelques millions d’années (Ducharme et al., 1997). Ces résultats confirment également que les rapports élémentaires des analyses de roche totale (K/Rb, K/Cs, Nb/Ta, Mg/Li et Zr/Hf) au sein des dykes lithinifères montrent de plus faibles valeurs comparées aux autres dykes, indépendamment de l’endroit où l’échantillonnage a été effectué au sein d’un même dyke. Ces rapports devraient donc permettre de cibler des secteurs hôtes de dykes très fractionnés, mais où le spodumène n’avait pas été identifié. L’étude a également exploré l’utilisation des analyses à la microsonde des feldspaths potassiques et des micas pour identifier les pegmatites fertiles. Ces travaux révèlent que les rapports K/Rb et K/Cs de ces minéraux sont similaires à ceux des analyses de roche totale, renforçant ainsi l’évaluation du degré de fractionnement des pegmatites du BLM. Ces faibles rapports reflètent un fractionnement prononcé, ce qui est en accord avec les conclusions antérieures de Cerný (1989) et des recherches subséquentes. Ces conclusions soulignent la nécessité d’approfondir les travaux de décapage et de cartographie pour évaluer certaines occurrences prometteuses de Li autour du BLM.

Auteurs : Mariana Goldoni de Souza, Geneviève Bordeleau, Samuel Lacombe, Jasmin Raymond, Félix-Antoine Comeau et Charis Wong (INRS-ETE)

Les systèmes de pompes à chaleur (PAC) à eau de surface représentent une approche prometteuse pour réduire l’impact environnemental lié à la consommation d’énergie des infrastructures immobilières construites à proximité d’anciennes mines à ciel ouvert. Les systèmes en boucle ouverte présentent des avantages clairs pour la climatisation des bâtiments. Cependant, ils doivent être soigneusement conçus, car les risques d’obstruction du système sont particulièrement prononcés lorsque des eaux présentant différents états de rédox (c’est-à-dire des eaux plus profondes et moins oxygénées et des eaux plus superficielles et plus oxygénées) sont mélangées. Nous avons évalué la limnochimie et la qualité de l’eau du lac de fosse Carey Canadian, situé dans le sud-ouest du Québec, pour déterminer si la chimie et le régime limnologique du lac pourraient présenter des risques pour d’éventuels systèmes PAC en boucle ouverte. Des prélèvements ont été effectués saisonnièrement sur deux profils d’eau distincts et les échantillons d’eau ont été analysés pour les paramètres physico-chimiques, les cations, les anions, le carbone organique et inorganique dissous (COD, CID) et la composition isotopique de l’eau (δ²H_H2O et δ¹⁸O_H2O). Les résultats indiquent que la qualité de l’eau est bonne et une limite de rédox a été identifiée à une profondeur de 60 m. Les couches d’eau sous le seuil présentent des conditions plus réductrices, avec des niveaux d’oxygène plus faibles et des concentrations plus élevées en métaux dissous (par ex. Fe, Mg, Mn, S), SO₄ et CID. En revanche, les couches d’eau supérieures présentent des conditions plus oxydantes, avec des concentrations d’oxygène dissous plus élevées et des concentrations plus faibles en métaux dissous et en CID. Les isotopes stables ont permis d’identifier deux épisodes possibles de mélange de la colonne d’eau chaque année (au printemps et à l’automne), ce qui signifie que l’équilibre chimique est naturellement rétabli dans chaque couche deux fois par an. Cette étude a pour but de savoir si le processus de mélange artificiel créé par le pompage/injection de l’eau dans un système PAC en boucle ouverte pourrait induire un déséquilibre hydrogéochimique qui pourrait éventuellement entraîner l’obstruction du système. En menant une modélisation hydrogéochimique, nous visons à acquérir une compréhension plus complète des interactions et des processus complexes se déroulant dans le système aquatique. Cela nous permettra de prendre des décisions éclairées concernant l’exploitation et la maintenance du système.

Auteurs : Audrey Jalce, Isabelle Demers, Benoît Plante (IRME-UQAT) et Thomas Pabst (Polytechnique Montréal)

Les sites miniers générateurs de drainage minier acide (DMA) doivent être restaurés pour limiter les impacts environnementaux à long terme. Les méthodes de restauration consistent à construire des systèmes de recouvrement limitant les flux d’oxygène et l’infiltration de l’eau au sein de ces sites, deux éléments essentiels à la formation de DMA. Cependant, ces constructions nécessitent une quantité importante de matériaux aux propriétés hydrogéotechniques précises. De plus, si ces matériaux ne sont pas disponibles à proximité du site, leur extraction et leur transport génèrent des coûts environnementaux et économiques supplémentaires. Par ailleurs, dans le cas des sites miniers abandonnés, ces techniques de restauration ne sont pas toujours efficaces. En effet, durant les années suivant l’exploitation, les résidus exposés sont oxydés, générant une contamination de l’eau (pH acide, concentrations importantes en métaux et sulfates). La restauration de ces sites devra prévenir une nouvelle contamination, mais également traiter la contamination antérieure. Pour limiter les coûts environnementaux et financiers, les résidus, s’ils ne sont pas réactifs, peuvent être valorisés comme matériaux de recouvrement. Dans le cas contraire, il peut être possible de les amender afin d’améliorer leurs propriétés hydrogéotechniques et réduire leur potentiel de contamination.

Ce projet étudie l’efficacité des amendements cimentaires dans la stabilisation des résidus miniers réactifs afin de créer une couche superficielle peu perméable à l’eau et à l’oxygène dans un parc à résidus existant. Par ce traitement, les contaminants sont immobilisés dans la matrice cimentaire selon divers mécanismes physico-chimiques (précipitation, sorption, etc.). Des essais en laboratoire comprenant des essais hydrogéotechniques et de consommation d’oxygène seront réalisés sur des échantillons de résidus cimentés de formulations différentes. Au total, cinq types de résidus (réactifs et oxydés) seront utilisés. Le ciment Portland et un ciment composé à base de laitier seront testés. Ces essais permettront de déterminer les formulations les plus efficaces selon les caractéristiques des résidus. À partir des résultats obtenus, des modèles de prédiction semi-empiriques des propriétés hydrogéotechniques des résidus cimentés seront développés. Des essais de lixiviation seront ensuite réalisés sur des échantillons préparés selon les formulations les plus efficaces. Ces essais permettront d’évaluer le potentiel de relargage des contaminants. Des analyses au microscope électronique à balayage seront effectuées pour identifier les mécanismes de stabilisation des contaminants dans la matrice cimentaire. Finalement, ce projet permettra de proposer une nouvelle approche de restauration des sites miniers par valorisation et cimentation des résidus réactifs et oxydés.

Auteurs : Eléonore Lagae Capelle, Lucie Coudert, Isabelle Demers et Carmen M. Neculita (IRME-UQAT)

L’industrie minière fait face à une problématique de contamination en arsenic due à la co-occurrence de l’or et des minéraux arsénifères. Malgré le développement de méthodes de gestion intégrée des rejets miniers limitant les risques géochimiques liés à leur entreposage, comme la désulfuration, la génération de drainage neutre contaminé (DNC) est de plus en plus reconnue comme un enjeu environnemental d’importance auquel l’industrie minière doit faire face. Le développement de stratégies de prévention du drainage minier, dont le DNC, est un pas nécessaire vers la minimisation de l’empreinte environnementale des mines, tout particulièrement dans un cadre législatif et sociétal de plus en plus exigeant. Cette étude a pour objectif d’évaluer les performances de procédés métallurgiques et de passivation pour limiter la génération de DNC-As à partir de résidus désulfurés et filtrés (0,06 % S et 0,1 % As, principalement présents dans la fraction ultrafine < 20 µm). Pour ce faire, les résidus ont été soumis à des essais de séparation centrifuge (60 à 120 g) à l’aide d’un séparateur Knelson. Des essais préliminaires de passivation par voie inorganique (Na₂SiO₃, H₂O₂) et organométallique (complexe Fe-catéchol) ont également été réalisés afin d’évaluer leur potentiel à limiter la mobilité de l’arsenic. Les effets de la granulométrie, du temps de contact et de la concentration en réactifs sur les performances de la passivation ont été étudiés. La stabilité géochimique des résidus bruts et retraités a été évaluée selon un test statique de lixiviation du type Field Leaching Test. Les performances de ces deux approches seront mesurées en fonction des critères environnementaux (consommation énergétique, hydrique et chimique), opérationnels (efficacité, durée, nombre d’étapes) et économiques (coûts d’investissement et d’exploitation). Les premiers résultats des essais combinant la séparation centrifuge et de la passivation indiquent qu’il s’agit d’une stratégie prometteuse pour diminuer la mobilité de l’arsenic dans les résidus désulfurés et filtrés. Des essais supplémentaires sont requis pour évaluer la stabilité géochimique et la toxicité des résidus passivés à long terme, ainsi que les performances à échelle du pilotage.

Auteurs : Vincent Marmier, Benoît Plante, Isabelle Demers et Mostafa Benzaazoua (IRME-UQAT)

Les outils pour prédire le drainage minier acide (DMA) ont été largement développés au cours des dernières années, mais ne sont pas adaptés pour prédire le drainage neutre contaminé (DNC). En 2015, Plante et al. ont proposé une nouvelle approche de lixiviation modifiée avec agents chélateurs afin de déterminer le potentiel de génération d’un matériau déjà connu pour sa génération de DNC en nickel. Cette approche a été réutilisée dans une étude subséquente (Lévesque Michaud, 2017) pour explorer le potentiel de différents agents chélateurs à des fins de prédiction du DNC dans d’autres géomatériaux. Dans le cadre de ce projet, une méthode intégrative a été mise au point afin d’utiliser les agents chélateurs dans des tests géochimiques cinétiques à l’échelle de colonnes de laboratoire et de coupler ces résultats à des essais de sorption et de caractérisations géochimiques (composition chimique et minéralogique) afin de déterminer le risque de lixiviation de contaminants. Les hypothèses appuyant cette approche sont : 1) le mécanisme de contrôle des contaminants dans ces lithologies à pH neutre est principalement gouverné par le relargage combiné à une capacité de sorption, et 2) connaissant la capacité de sorption du matériel par rapport au contaminant d’intérêt, il est possible d’évaluer le risque de lixiviation. Au total, six matériaux provenant de trois exploitations minières (un rejet de concentrateur et cinq lithologies stériles) ont été soumis à des rinçages cinétiques modifiés pendant une durée allant de six mois pour les roches stériles à un an pour le rejet de concentrateur. L’un des matériaux testés est connu pour sa génération de DNC sur le terrain et a été conséquemment utilisé comme témoin pour la validation de la méthode. Un autre matériau présente une problématique associée aux oxyanions et permet donc de valider la méthode pour d’autres éléments que les cations métalliques bivalents. Finalement, la méthode développée a été appliquée aux quatre autres matériaux dont le potentiel de génération de contaminants était incertain. Finalement, la méthode intégrative proposée constitue une avancée permettant de faire face aux défis de la prédiction du DNC, contribuant ainsi au contrôle des risques environnementaux reliés à la gestion de l’eau contaminée au sein de l’industrie minière.

Auteurs : Xiao Xia Liang, Erwan Gloaguen (INRS-ETE), Maxime Claprood (UQAC) et Daniel Paradis (CGC-Québec)

Les eaux souterraines sont une ressource vitale qui a un impact sur la santé humaine, l’environnement, la survie des espèces et le développement économique des communautés. Face aux pressions anthropiques et climatiques croissantes exercées sur les eaux souterraines, il est nécessaire de disposer d’outils de prévision plus précis et plus rapides afin d’assurer une gestion et une répartition durables de cette ressource. Dans la pratique actuelle, on utilise souvent des relations empiriques simples ou des modèles numériques complexes pour effectuer ces prévisions. Bien que l’application de telles approches ait connu certains succès, la capacité d’intégration de nouvelles informations pour affiner ou maintenir la qualité des prévisions peut parfois faire défaut. Dans cette perspective, nous avons développé un modèle de prévision des ressources en eau souterraine basé sur l’apprentissage machine. Le principal défi de cette approche réside dans la capacité à prendre en compte à la fois les aspects spatiaux et temporels des variables d’intérêt, telles que la variation du niveau d’eau en un endroit précis. Les techniques existantes dans ce domaine se limitent généralement à des variables statiques. Pour relever ce défi, nous avons adapté des réseaux de neurones par graphes (RNG) couramment utilisés par les algorithmes des médias sociaux et de prévisions de trafic. Le développement et l’entraînement de ce RNG ont été réalisés à partir d’un modèle hydrogéologique numérique existant utilisé dans le cadre d’un projet de restauration d’un aquifère régional par un système de pompage intensif. Tous les puits de pompage et d’observation du système sont intégrés dans le RNG sous la forme de neurones, permettant ainsi de définir les caractéristiques spatio-temporelles des niveaux d’eau en fonction de l’emplacement et de la profondeur des puits, de l’intensité du pompage, ainsi que de la distribution spatiale des conductivités hydrauliques de l’aquifère. L’application de ce modèle RNG montre que la qualité des prédictions est comparable à celle du modèle numérique. Cependant, le temps de calcul nécessaire à la prévision et à l’intégration du modèle représente une fraction de celui requis par le modèle numérique. Cette étude démontre que les modèles basés sur les RNG peuvent être complémentaires aux approches existantes de prévision des ressources en eaux souterraines.

Auteurs : Victor Silva Dos Santos, Erwan Gloaguen (INRS-ETE) et Shiva Tirdad (CGC-Québec)

Les cartes géologiques représentent une source essentielle d’informations pour l’exploration minérale, l’évaluation des eaux souterraines, les études de vulnérabilité aux risques naturels, etc. Ces cartes sont construites en utilisant des modèles numériques ou conceptuels qui extrapolent des données à partir d’observations géologiques limitées. Les techniques géostatistiques ont traditionnellement été utilisées pour générer des prévisions fiables qui tiennent compte des schémas spatiaux inhérents aux données. Une de ces méthodes est la cokrigeage par indicateurs qui estime la probabilité de la présence des unités lithologiques à des emplacements non échantillonnés en analysant leur corrélation spatiale avec des variables auxiliaires continues, telles que des images de télédétection. Cependant, ces approches sont intensives en main-d’œuvre et présentent des limitations par rapport aux réseaux neuronaux profonds, notamment en ce qui concerne l’apprentissage des caractéristiques. Dans cette étude, nous proposons une architecture basée sur des réseaux en forme de U (U-Nets), un type de réseau neuronal convolutif conçu pour la segmentation d’images qui exploite efficacement les informations contenues dans les variables secondaires tout en produisant des prévisions contraintes spatialement. Notre architecture comprend deux U-Nets : le premier se concentre sur l’apprentissage des motifs sous-jacents dans les données secondaires, le second intègre les données de référence ainsi que la sortie du premier réseau pour générer des prédictions contraintes. La méthode proposée utilise une fonction de perte que combine l’entropie croisée et un opérateur de dilatation. De plus, pour évaluer l’incertitude des prédictions, nous avons utilisé la technique Monte Carlo dropout comme une approximation bayésienne dans le modèle. La zone d’étude est localisée dans l’est du Québec, au Canada, plus précisément entre les provinces géologiques du Supérieur et de Churchill. Seize unités lithologiques distinctes ont été sélectionnées. Les variables secondaires comprenaient des données multispectrales et radar, le modèle d’élévation et le champ magnétique résiduel total, le tout interpolé à une taille de pixel de 300 m. Pour minimiser l’effet d’autocorrélation spatiale lors de la validation, nous avons divisé la zone d’étude en blocs spatiaux de 10 sur 10 pixels. En utilisant ce réseau bayésien contraint spatialement (RBCS), nous démontrons son potentiel pour générer des cartes lithologiques précises et contraintes par les données de terrain avec une précision dépassant 0,7 pour les lithologies les plus abondantes. Cette étude met en lumière les avancées prometteuses des réseaux neuronaux profonds en géostatistique, en particulier pour la gestion de tâches complexes d’apprentissage des caractéristiques spatiales et l’amélioration des prédictions en cartographie prédictive.

Auteurs : Mehdi Jouhari, Carl Guilmette (Université Laval), Kyle Larson, Isabelle Therriault (UBC-O) et Marc-Antoine Vanier (MRNF)

L’Orogène paléoprotérozoïque transhudsonien (OTH) s’est formé à la suite de la collision du craton du Supérieur et de la Province de Churchill lors de l’assemblage du supercontinent Nuna/Columbia. L’OTH représente le plus ancien témoignage de l’évolution complète du cycle de Wilson. L’Orogène de l’Ungava (OU) est un segment de l’OTH situé dans la partie la plus septentrionale du Québec (Nunavik) et est caractérisé par une convergence orthogonale et une cinématique associée à un chevauchement. Il expose une ceinture de chevauchement-plissement d’avant-pays remarquablement bien préservé qui abrite des gisements minéraux de classe mondiale. Ce domaine d’avant-pays est lié par une zone de suture à un arrière-pays peu connu. Cet arrière-pays comprend deux fenêtres de roches du craton du Supérieur (Domaine de Kovik) chevauchées par les unités du Domaine de Narsajuaq d’âge archéen à paléoprotérozoïque. L’étude de l’évolution tectonométamorphique de cet arrière-pays vise à évaluer les modèles géodynamiques envisageables et représente le but principal de ce projet de doctorat.

La présence d’une éclogite paléoprotérozoïque rétrogradée dans la fenêtre tectonique ouest du Domaine de Kovik indique un métamorphisme d’ultra-haute pression lors du développement de l’OU. Des roches du même type n’ont pas été identifiées dans la fenêtre orientale qui expose des granulites archéennes polymétamorphiques remobilisées par un métamorphisme au grade des amphibolites durant le Paléoprotérozoïque. Le Domaine de Narsajuaq enregistre un métamorphisme prograde généralisé au faciès des granulites au Paléoprotérozoïque, suivi par une phase rétrograde au faciès des amphibolites. Cependant, l’absence de données géochronologiques et le peu d’informations sur l’évolution du métamorphisme des unités de l’OU entravent la compréhension de l’évolution polymétamorphique de ce territoire et ne permettent pas de bien différencier les métamorphismes archéens et paléoprotérozoïques. Le projet actuel vise à mener une étude détaillée de l’étendue et de la chronologie du métamorphisme dans l’arrière-pays de l’OU, comprenant notamment une étude de la superposition des épisodes métamorphiques archéens-paléoprotérozoïques. Ce travail combinera la modélisation de l’équilibre des phases, la thermobarométrie et la pétrochronologie du grenat, du zircon, de la monazite et des micas.

Dans cette communication scientifique, nous discuterons de nos premières conclusions, notamment la découverte de granulites de haute pression paléoprotérozoïques dans la fenêtre orientale du Domaine de Kovik qui pourraient représenter une nouvelle unité géologique. De plus, de nouvelles données géochronologiques indiquent que 1) les gabbros coronotiques du Kovik, autrefois considérés comme paléoprotérozoïques, sont en réalité de l’Archéen, et 2) les granulites de moyenne pression et haute température du Domaine de Narsajuaq sont d’âge paléoprotérozoïque et contemporaines de l’Orogenèse de l’Ungava. Nos résultats préliminaires suggèrent également l’absence de métamorphisme d’ultra-haute pression dans la portion orientale du Kovik.

Auteurs : Héloïse Pinon (UQAM), Joshua H.L. Davies, Alain Tremblay, Morgann G. Perrot (UQAM), Claire Musajo et Galen P. Halverson (Université McGill)

Les successions sédimentaires ordoviciennes de la région de Montréal, au sud du Québec, contiennent des lits de cendres volcaniques altérées connues sous le nom de K-bentonites qui observables dans tout l’est de l’Amérique du Nord. Les âges U-Pb, combinés aux caractéristiques chimiques et isotopiques du zircon et de l’apatite contenus dans ces bentonites, fournissent des âges de formation et des signatures chimiques particulières qui peuvent être utilisés pour corréler ces bentonites à travers les bassins sédimentaires. Dans la région de Montréal, la séquence stratigraphique de la Plate-forme du Saint-Laurent comporte, à la base, les grès cambriens du Groupe de Potsdam. Ils sont recouverts par les groupes ordoviciens de Beekmantown, Chazy, Black River et Trenton, lesquels représentent une série de calcaires, de shales et de dolomies en alternance évoluant vers des rythmites et des turbidites des groupes d’Utica et de Lorraine.

Les travaux effectués à ce jour dans la région de Montréal ont permis d’identifier des lits argileux centimétriques de K-bentonite dans le Groupe de Trenton. Des lits complémentaires ont été collectés en Ontario et en Nouvelle-Angleterre dans des formations équivalentes. Les zircons de ces bentonites peuvent être altérés par des phénomènes hydrothermaux, mais une procédure d’abrasion chimique (similaire à celle utilisée pour les datations U-Pb de haute précision) permet d’éliminer les domaines altérés et de ne laisser que du matériel frais. La composition en éléments volatils (Cl, F, OH), majeurs, mineurs et en traces des apatites et des zircons séparés de ces lits a été mesurée à la microsonde électronique et par LA-ICP-MS.

Ces résultats permettent d’établir l’empreinte chimique des différents lits de bentonite et de comprendre leur formation. Les apatites montrent des compositions particulières à chaque lit de bentonite. Ainsi, son utilisation de ce minéral comme outil de corrélation stratigraphique permet de relier précisément les unités sédimentaires à travers la région de Montréal. De plus, il est ainsi possible de corréler ces lits avec les bentonites de l’Ontario et des États-Unis, d’évaluer l’étendue des dépôts de cendres et d’estimer l’impact des éruptions volcaniques ordoviciennes ainsi que leur origine. L’utilisation de la chimie du zircon et de l’apatite comme indicateur de provenance permet de mieux comprendre le contexte général de formation de ces roches. La chimie minérale permet également la caractérisation des sources volcaniques grâce à l’estimation des différents paramètres physico-chimiques du ou des magmas parents. Connaître l’étendue et l’origine de ces téphras contribue à mieux contraindre la contribution de ces multiples éruptions volcaniques ainsi que l’évolution géodynamique du Laurentia au début du Paléozoïque.

Auteurs : Claire Musajo, Galen P. Halverson (Université McGill), Héloïse Pinon, Joshua H.L. Davies et Morgann G. Perrot (UQAM)

La séquence sédimentaire de la Plate-forme du Saint-Laurent (PSL) de la région de Montréal s’est déposée durant une période allant du Cambrien moyen à l’Ordovicien supérieur. Cette période est marquée par d’importants événements tectoniques, tels que l’ouverture de l’océan Iapetus et sa fermeture partielle. Cet intervalle de temps enregistre les nombreux changements environnementaux, notamment la transition du climat chaud de l’Ordovicien inférieur à l’ère glaciaire hirnantienne de la fin de l’Ordovicien, ainsi que la Grande Diversification Ordovicienne (GOBE). Cependant, mis à part l’aspect lithostratigraphique, cette séquence sédimentaire est relativement peu étudiée et aucune étude chimiostratigraphique ou d’analyse de séquences détaillée n’a été effectuée.

La stratigraphie isotopique (C, O, Sr) sera l’outil principal de corrélation qui devrait permettre de relier la séquence de Montréal avec le reste de la PSL et les autres séquences ordoviciennes. L’identification d’excursions positives et/ou négatives dans les courbes isotopiques permettra de localiser ces unités dans la chronostratigraphie de l’Ordovicien. Il sera ainsi possible de proposer de nouvelles corrélations en se basant sur des données indépendantes des lithologies. La définition de séquences au sein de la PSL permettra de reconstruire les dynamiques eustatiques et d’étudier le rôle de la tectonique locale sur les environnements de dépôts. L’analyse des données de δ¹³C révélera les perturbations du cycle du carbone, les données du δ¹⁸O indiqueront l’évolution des paléotempératures, tandis que les isotopes de Sr caractériseront l’intensité de l’altération, de l’activité volcanique et des rides océaniques. Ces outils nous permettront de replacer la séquence sédimentaire de Montréal dans un contexte plus global pour mieux comprendre les causes et les effets des changements climatiques et paléogéographiques du début du Paléozoïque.

Nous présenterons les résultats préliminaires des analyses de δ¹³C et δ¹⁸O d’une coupe de la partie supérieure du Groupe de Trenton (Ordovicien supérieur) localisée à Montréal-Est. La base de la coupe est caractérisée par des lits ondulés allant du mudstone au wackestone, avec quelques bancs de grainstone. Ces niveaux sont riches en fossiles (brachiopodes, bryozoaires et bioturbations horizontales). Un peu au-dessus de la partie médiane de la coupe, les faciès passent graduellement à des bancs planaires de mudstone et wackestone intercalés avec des niveaux de shale; quelques lentilles de grainstone bioclastique sont également présentes. Ces dépôts sont interprétés comme la transition entre un environnement de sédimentation peu profond de rampe externe vers un environnement relativement profond de plate-forme externe qui témoigne d’un épisode de transgression du niveau marin.

Auteurs : Diogo Ribeiro, Bertrand Rottier, Georges Beaudoin, Carl Guilmette (Université Laval), Antoine Godet (CGC-Québec, Université Laval), Clifford Patten (Universität Innsbruck), Jochen Kolb (Karlsruher Institut für Technologie) et Iain Pitcairn (Stockholm Universitet)

Auteurs : Antoine Vigne, Anthony Williams-Jones, Olga Vasyukova (Université McGill), Aurélien Eglinger (InnovExplo) et Carl Corriveau (Sayona)

Le regain d’intérêt pour le lithium causé par la transition énergétique a entrainé un fort développement de l’exploration des pegmatites de la famille Lithium-Césium-Tantale (LCT) au Québec et à l’international. Cette exploration est cependant difficile, car les questions de la source, de l’association ou non avec un granite, ainsi que des conditions de formation de ces roches restent sujettes à discussions. Les modèles géologiques peuvent cependant être améliorés grâce aux observations texturales et minéralogiques, car elles apportent des informations cruciales sur les conditions de mise en place des pegmatites.

Moblan est une minéralisation de lithium formée principalement de deux groupes de dykes : un premier groupe orienté E-W et un second N-S. Les dykes E-W présentent un faible pendage vers le nord et une géométrie sigmoïdale. Ils sont encaissés dans des gabbros amphibolitisés. Le groupe N-S montre un pendage plus fort et des contacts plus francs avec la roche encaissante. Ces dykes de différentes générations et orientations reflètent une mise en place pulsatile, débutant par les dykes E-W suivis des dykes N-S, dans un continuum de déformation essentiellement transversale en régime ductile-fragile (événement de déformation régional D3). La géochimie de la roche totale indique que les pegmatites N-S, plus tardives, sont plus évoluées que les pegmatites précoces E-W.

L’une des particularités de la minéralisation à Moblan est la microstructure du spodumène, le principal minéral porteur du lithium. En effet, ce minéral comporte couramment de nombreuses inclusions de quartz. Cette particularité est fréquemment rapportée dans la littérature comme le résultat d’une réaction rétrograde de la pétalite, un aluminosilicate de lithium de plus basse pression et plus haute température que le spodumène. Le rapport spodumène-quartz, les variations de la quantité d’inclusions au sein d’un même cristal, ainsi que les différences de teneur en éléments en traces entre les cristaux de spodumène avec ou sans inclusions de quartz sont des arguments en faveur de la rétromorphose de la pétalite. Cependant, étant donné que d’autres minéraux de ce gisement présentent également des inclusions de quartz, cette microstructure pourrait également représenter une structure squelettique primaire résultant d’une cristallisation dans des conditions de refroidissement rapide (undercooling). Ces observations ont de fortes implications pour déterminer le chemin pression-température de la roche.

Enfin, des phénomènes de remplacement du spodumène, ainsi que la présence de lépidolite en remplissage de fractures sont couramment observés à Moblan. Ces observations semblent indiquer que des processus métasomatiques tardifs sont responsables de la formation de certaines phases minérales lors de la cristallisation de ces pegmatites.

Auteurs : Marie Kieffer, Sarah Dare (UQAC) et Marylou Gendron (UQAC, Explo-Logik)

La chimie de l’apatite est communément employée afin de tracer les environnements géologiques de formation. Il y a donc un intérêt croissant pour développer l’utilisation des apatites détritiques comme minéral indicateur pour l’exploration minérale et les études de provenance dans l’environnement secondaire, notamment les terrains recouverts par des sédiments glaciaires. En revanche, les études existantes touchant la signature des apatites portent généralement sur les caractéristiques de ce minéral dans différents types de gisements (p. ex., porphyre, skarn) et sur la fertilité des intrusions hôtes. Or, avant d’identifier un type de gisement, il est primordial d’identifier la nature de l’intrusion hôte (p. ex., mafique ou felsique) et son environnement tectonique, car cela permet d’orienter l’exploration et d’évaluer la prospectivité d’un secteur à grande échelle. Ainsi, les intrusions mafiques peuvent être associées à des ressources en Fe-Ti-V-P et/ou Ni-Cu-EGP-Cr, tandis plusieurs types de gisements et substances (p. ex., Cu, Mo, W, Sn) peuvent être associés à différents types d’intrusions felsiques dépendamment du type de granite (I, S ou A).

Cette étude originale vise à créer une base de données d’analyses d’apatites provenant de granites de type I, S et A à l’échelle mondiale. Cette base de données rassemble de nouvelles analyses réalisées à l’aide du LA-ICP-MS (LabMaTer, UQAC; n = 273), qui incluent des granites de type A du Saguenay–Lac-Saint-Jean, et les résultats d’une compilation provenant de la littérature (n = 2146). Elle permet d’élaborer un nouveau schéma de classification qui permet de différencier les apatites issues de différents types de granites (I, S et A) de celles provenant d’autres roches (p. ex., mafiques, carbonatites). Cette classification est conçue en suivant une approche pétrogénétique en 4 étapes : 1) les apatites des intrusions mafiques et felsiques sont d’abord isolées de celles provenant d’autres intrusions en utilisant leurs rapports Sr/Y et les ETR légers; 2) les apatites des intrusions mafiques sont exclues en fonction de leur contenu en ETR+Y, Sr/Y et Eu/Eu* et, au besoin, As, (Gd/Yb)_N et (Pb + Th + U); 3) les apatites post-archéennes sont séparées des archéennes à l’aide du diagramme log(La/Yb)_N vs. Yb_N; et enfin, 4) parmi les apatites provenant des intrusions felsiques post-archéennes, le contenu en Mn, V et (La/Nd)_N permet d’identifier les apatites provenant des granites de type I, S ou A, auxquels peuvent être associés différents types de minéralisations. Cette étude démontre que l’apatite possède toutes les qualités requises pour être utilisée comme minéral indicateur pour l’exploration et les études de provenance sédimentaires afin d’évaluer la prospectivité d’un terrain recouvert par des sédiments glaciaires, particulièrement au Québec.

Auteurs : Pedro Alves, Bertrand Rottier, Crystal LaFlamme (Université Laval), Abdelali Moukhsil (MRNF), Joshua Davies et Morgann Perrot (UQAM)

Auteurs : Federico Pingitore, Bertrand Rottier, Marc Constantin (Université Laval) et Abdelali Moukhsil (MRNF)

Au cours des 25 dernières années, la demande pour les éléments de terres rares (ETR) a considérablement augmenté en raison de leur importance dans les applications de haute technologie. Elles sont donc devenues des matières premières fondamentales au développement économique. La compréhension des processus conduisant à la formation des suites magmatiques enrichies en ETR constitue une action importante pour améliorer les modèles d’exploration minérale et assurer l’approvisionnement en ETR de notre société.

Les processus pétrogénétiques à l’origine de la mise en place des intrusions alcalines riches en ETR sont mal connus, notamment la source des magmas et les facteurs géologiques conduisant à l’enrichissement en ces éléments. Plusieurs intrusions alcalines riches en ETR ont été identifiées dans l’ouest et le centre de la Province de Grenville. La plupart de ces intrusions se sont mises en place pendant et après l’Orogenèse grenvillienne (environ 1090 à 980 Ma), définie comme une collision continent-continent le long de la marge SE de Laurentia. Ces intrusions forment plusieurs plutons kilométriques dans la ceinture allochtone de la Province de Grenville.

La suite intrusive de la Rivière Noire (SIRN), objet de cette étude, représente une suite intrusive alcaline (pyroxénite-monzonite-syénite-granite) qui affleure au nord de la région du Lac-Saint-Jean (Québec). Cette unité regroupe trois faciès principaux. Les pyroxénites contiennent jusqu’à 90 % de pyroxène et sont riches en titanite (jusqu’à 10 %). Elles montrent localement des zones gabbroïques comprenant jusqu’à 40 % de plagioclase. Le deuxième faciès est constitué de monzonites et de syénites. Les monzonites sont plus riches en pyroxène (jusqu’à 20 %) que les syénites et se présentent sous la forme d’injections métriques dans la pyroxénite, tandis que les syénites forment principalement des dykes minces (< 1 m) ou bréchifient les autres faciès. Les pegmatites granitiques alcalines comportent des proportions variables de quartz (jusqu’à 25 %) et sont exposées sous la forme de dykes métriques recoupant tous les autres faciès. Des études préliminaires ont montré un enrichissement notable en ETR (jusqu’à 0,25 % poids) dans la SIRN, principalement dans la pyroxénite où les ETR seraient contenus dans la titanite ou, éventuellement, l’apatite.

Dans le cadre de cette étude, l’âge et la source du magma ayant formé la SIRN seront déterminés par datation U-Pb des zircons (accompagnée d’analyses Lu-Hf) et des titanites présents dans les différents faciès. L’évolution et les processus ayant conduit à l’enrichissement en ETR seront également déterminés en combinant la chimie des minéraux, divers oxythermomètres et l’analyse des inclusions de liquide silicaté.

Auteurs : Nils Van Weelderen, L. Paul Bédard (UQAC), Anne-Aurélie Sappin (CGC-Québec) et Michel Grégoire (Université Toulouse III – Paul Sabatier)

Le niobium (Nb) est reconnu comme un élément critique et stratégique par le Canada; il est donc important de comprendre la formation des gisements contenant ce métal pour bien orienter les travaux d’exploration. Comme les carbonatites sont les hôtes presque exclusifs des gisements de Nb, déterminer les processus associés à la formation et à la mise en place de ces systèmes magmatiques est nécessaire pour expliquer la genèse de ces minéralisations. Dans ce but, quatre intrusions de carbonatite de la région du Saguenay–Lac-Saint-Jean (Saint-Honoré, Shipshaw, Girardville et Crevier) seront étudiées afin d’identifier 1) les phénomènes crustaux et les processus de mise en place de ces carbonatites, 2) la source des magmas carbonatitiques et 3) l’origine de la minéralisation en Nb. Comme ces quatre carbonatites présentent des différences notables (âge, taille, forme, assemblage minéral, etc.), cette comparaison permettra de cibler les différences entre les carbonatites présentant un intérêt économique pour le Nb (p. ex., Saint-Honoré), les carbonatites et les pegmatites subéconomiques (p. ex., Crevier) et les carbonatites peu ou pas minéralisées (p. ex., Shipshaw et Girardville) afin de mettre en évidence des indicateurs de fertilité.

Dans un premier temps, le mode de mise en place dans la croûte de ces intrusions de carbonatite sera étudié. Deux modèles ont dernièrement été proposés pour expliquer la remontée des magmas carbonatitiques. Le modèle le plus accepté propose que les faibles densité et viscosité des magmas carbonatitiques permettraient à ces derniers de remonter rapidement le long de failles crustales. Le second modèle suggère plutôt une lente ascension des magmas dans la croûte facilitée par des réactions magma-encaissant. Ces modèles seront testés ainsi que les effets possibles des mécanismes de filtre-presse et/ou d’assimilation crustale. Les compositions isotopiques en Sm-Nd et Rb-Sr d’échantillons de Saint-Honoré et de Shipshaw seront comparées à celles des carbonatites de Girardville et de Crevier pour tester le degré de contamination des carbonatites. De plus, l’étude de la chimie des minéraux et des roches nous informera sur l’évolution des magmas. Pour mieux contraindre les contextes de mise en place de ces intrusions, de nouvelles datations U-Pb sur apatites ont été réalisées sur les carbonatites de Shipshaw et de Saint-Honoré. Deux âges avec 13 Ma d’écart, compris entre 550 et 530 Ma, ont été obtenus pour la carbonatite de Shipshaw, ce qui est similaire aux âges récents obtenus sur des apatites de la carbonatite de Saint-Honoré (~550 Ma).