Le transfert des métaux est une composante essentielle des processus de concentration métallique et de formation des gîtes minéraux. Il s’opère à travers une phase fluide mobilisée sur des trajectoires crustales variables, depuis un environnement « source » vers un environnement « piège ». La nature des fluides (magmatiques, hydrothermaux, voire intermédiaires, métamorphiques, diagénétiques, organiques, etc.) ainsi que les modalités de leur mobilisation (tectonique, thermique, flottabilité, etc.) sont l’objet de recherches actives ayant des implications directes sur l’exploration minérale. Plusieurs observations récentes pointent le rôle des mêmes structures transcrustales dans le transfert de fluides de natures et d’âges très différents, signifiant le maintien d’une perméabilité au cours des régimes tectoniques successifs. Pour l’exploration, cela suggère que certains concepts, méthodes, stratégies, peuvent être exportés d’une substance à l’autre, de l’or au lithium par exemple. Dans le craton du Supérieur, la reconnaissance de tels drains persistants, leur nature et leur évolution, est complexe et d’impact considérable pour la prospectivité régionale. Cette session de conférences présentera des découvertes récentes, observations et études de cas abordant ces thématiques.
Fluides et drains : le transfert des métaux dans la croûte archéenne et moderne – implications pour l’exploration au Québec
Mercredi le 20 novembre 2024
13 h 30
Modélisation de la dynamique des fluides hydrothermaux dans les zones perméables : localisation des zones minéralisées et aspects prédictifs (présentation en visioconférence)
Bureau de Recherches Géologiques et Minières
L’exploration minière fait appel à un bon nombre de disciplines en géosciences, comme la géologie structurale, la géochimie, la géophysique, la pétrographie, l’hydrogéologie, l’analyse spatiale et les outils de la géostatistique, etc. Bien que les processus de minéralisation fassent intervenir des fluides et leur circulation dans les zones perméables de la croûte, la modélisation numérique de la dynamique des fluides minéralisateurs est rarement présentée comme un outil d’exploration. La prise en compte de propriétés réalistes des fluides hydrothermaux (densité en fonction de la pression et de la température, viscosité en fonction de la température) permet d’identifier les conditions favorisant une circulation convective. Dans le domaine de la géothermie profonde, ce même outil numérique a prouvé son potentiel prédictif (Guillou-Frottier et al., 2013; https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2013.02.008). En métallogénie, on peut considérer en première approximation que les corps minéralisés correspondent aux zones où le taux de refroidissement est le plus rapide. Ce taux de refroidissement (voir la définition du Rock Alteration Index, O.M. Phillips, 1991) dépend du champ de vitesse et du gradient thermique local, grandeurs que l’on peut déterminer numériquement en couplant les équations de la chaleur, la loi de Darcy et la conservation de la masse. Ce principe a été appliqué aux gisements d’or de type orogénique (Harcouët-Menou et al., 2009; https://doi.org/10.1111/j.1468-8123.2009.00247.x), mais aussi aux gisements d’or périgranitique (Eldursi et al., 2018; https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2018.01.011). La reproductibilité de la localisation des gisements a permis de démontrer le potentiel prédictif de l’outil numérique. Dans le cas de fluides magmatiques, le cas particulier des pegmatites LCT peut être abordé de la même façon en adaptant les propriétés physiques et en considérant la très faible viscosité des magmas pegmatitiques. Enfin, des expériences numériques récentes montrent que la localisation des minéralisations dans les zones de failles crustales dépend de la perméabilité et de l’angle de la structure perméable. Pour des zones de failles subverticales, les minéralisations seront d’abord localisées sur le mur de la zone de faille (footwall), de façon continue, mais si la perméabilité est élevée, c’est le toit (hanging wall) de la structure qui sera privilégié. En revanche, les zones de failles à faible pendage vont favoriser l’apparition de multiples zones minéralisées, déconnectées entre elles.