Les MCS dans le Grenville : géologie, enjeux et défis
Lundi 18 novembre
9 h à 16 h – Salle 308A
Coût régulier : 150 $
Coût étudiant : 25 $
Organisation : Abdelali Moukhsil, Mhamed El Bourki (MRNF) et Bertrand Rottier (Université Laval)
Les minéraux critiques et stratégiques (MCS) sont des éléments clefs devant permettre à nos sociétés modernes le passage à une économie verte et moins carbonée. Cette situation explique l’engouement mondial pour l’exploration et l’exploitation des MCS, notamment dans des régions actuellement sous-explorées. Ainsi, la Province de Grenville, en raison de ces ressources importantes en différents MCS (graphite, terres rares, niobium, titane, apatite, etc.), connaît actuellement une forte activité d’exploration. Cet atelier d’une journée s’adresse aux géologues, prospecteurs et étudiants qui souhaitent acquérir des connaissances sur la géologie des différents indices minéralisés en MCS connus dans le Grenville, ainsi que sur les enjeux et défis associés à l’exploration de ces substances. Les formateurs traiteront notamment des minéralisations en éléments de terres rares, de Ni-Cu, de Fe-Ti-P et de graphite lors de présentations de 30 à 45 minutes suivies de deux périodes de discussion. Des échantillons représentatifs de quelques lithologies et minéralisations du Grenville seront présentés pour aider à la compréhension du sujet.
9 h – Minéralisations en éléments des terres rares ± Nb ± Ta, de la Province de Grenville : introduction et quelques exemples – Abdelali Moukhsil et Mhamed El Bourki (MRNF)
9 h 30 – Les gisements, gîtes et indices d’éléments des terres rares dans la partie centrale du Grenville – Bertrand Rottier (Université Laval)
10 h – Pause
10 h 15 – Discussion autour des tables à roches et affiches
10 h 45 – Exploration de nouveaux concepts pour la migration des magma alcalins et perspective sur les minéraux critiques dans la Province de Grenville – Azam Soltanmohammadi (Commission géologique du Canada)
11 h 15 – Genèse et exploitabilité du graphite en contexte grenvillien – Hugues Longuépée (IOS Services Géoscientifiques)
Résumé :
Le graphite est un minéral commun dans plusieurs régions du Grenville. Son origine est liée au métamorphisme de roches sédimentaires riches en matière organique. À ce carbone s’ajoutent d’autres métaux qui sont contrôlés par les divers processus de dépôts des sédiments fins et qui se retrouvent éventuellement associés à la minéralisation. Le métamorphisme, quant à lui, aura une incidence sur les caractéristiques minéralogiques et texturales des corps minéralisés.
Comme pour tous les gisements de minéraux industriels, la valeur du graphite produit est établie en fonction de sa qualité. Dans le cas du graphite, celle-ci s’exprime par la taille des paillettes et l’abondance des contaminants associés.
Cette formation fera un survol des conditions nécessaires à la formation des minéralisations de graphite grenvilliennes, mais touchera également les divers paramètres qui rendent leur exploitation rentable et socialement acceptable. Métallurgie, produits, marchés et environnement seront certains des thèmes abordés. Les éléments présentés feront surtout référence aux gisements nord-côtiers, mais nous examinerons aussi certains éléments des divers gisements grenvilliens tout en gardant une vue d’ensemble de la situation sur l’échiquier mondial.
11 h 45 – Dîner
13 h 30 – Gisements magmatiques associés à des intrusions mafiques-ultramafiques (Ni-Cu-EGP et Fe-Ti-V-P) – Sarah Dare (UQAC)
Résumé :
La province de Grenville recèle de nombreux indices de Ni-Cu-EGP (sulfures) et de Fe-Ti-V-P (oxyde-apatite) associés à des intrusions mafiques-ultramafiques, mais très peu sont exploités (à l’exception du Lac Tio, la plus grande mine de titane au monde). Cette formation passera en revue les notions fondamentales de la formation de ces gisements, en mettant l’accent sur le contexte géologique du Grenville.
14 h 15 – Un lien potentiel entre les grandes provinces magmatiques et les carbonatites à niobium? Étude comparative des carbonatites du Saguenay, Québec – Nils Van Weelderen (UQAC)
Résumé :
Les conditions nécessaires pour former une carbonatite porteuse d’une minéralisation économique de niobium sont encore méconnues. La source des magmas carbonatitiques a-t-elle un impact sur le potentiel de minéralisation d’une carbonatite? Pour répondre à cette question, quatre intrusions alcalines dans l’alignement Waswanipi-Saguenay (Québec) ont été étudiées. Ces intrusions se sont mises en place durant deux périodes : 950 Ma à 883 Ma pour les intrusions de Crevier et de Girardville et 580 Ma à 512 Ma pour les intrusions de Saint-Honoré et de Shipshaw. Elles se distinguent également par leur expression de surface, leur association avec des syénites à néphéline, leurs âges et la présence ou non d’une minéralisation en niobium. De nouveaux âges U-Pb sur apatite ont été obtenus pour la carbonatite de Shipshaw : 554 ±18 Ma pour les dykes de petit volume à plus haute teneur en niobium, et 512 ±13 Ma pour les dykes plus abondants pauvres en niobium. Des âges Ar-Ar sur mica (cœur à bordure) ont été mesurés pour les carbonatites de Girardville (915,6 ±2,9 Ma à 889,2 ±2,9 Ma) et de Saint-Honoré (586,1 ±2,9 Ma à 576,9 ±2,9 Ma). Les études pétrographiques et lithogéochimiques ont montré que les dykes de l’essaim de Shipshaw ne contenaient pas de phases silicatées associées, sont composés d’une carbonatite montrant une signature géochimique évoluée et sont appauvris en un ensemble d’éléments (dont le niobium). Ces observations ainsi que les orientations et âges de ces dykes et la proximité géographique avec l’intrusion de Saint-Honoré semblent indiquer que la carbonatite de Shipshaw serait l’expression distale tardive des dernières injections de magma de Saint-Honoré. Les compositions isotopiques de Saint-Honoré (rapports 87Sr/86Sr entre 0,70292 et 0,70313 et 143Nd/144Nd entre 0,51205 et 0,51211) indiquent une source mantellique comparable à celle de la carbonatite de Fen, de l’intrusion litée de Sept-Îles et de la suite E-MORB norvégienne, toutes des intrusions magmatiques reliées à la Central Iapetus Magmatic Province (CIMP, 615 à 550 Ma). Cela suggère que l’intrusion la plus minéralisée (Saint-Honoré) est reliée au dernier épisode d’activité de la CIMP. Les carbonatites de Saint-Honoré et de Shipshaw se trouvent à la jonction de deux diapirs et au contact entre la Suite anorthositique de Lac Saint-Jean et l’encaissant grenvillien, ce qui aurait facilité l’ascension du magma. Cette étude suggère donc que les intrusions alcalines issues de panaches mantelliques associées à de grandes structures crustales seraient plus susceptibles d’être minéralisées en niobium. Un essaim de dykes de carbonatite, tel celui de Shipshaw, pourrait être un indicateur distal d’une plus grande intrusion carbonatitique.
14 h 45 – Gisements métasomatiques IOCG, IOA à ETR et à métaux critiques associés : percées, défis et solutions – Louise Corriveau (Commission géologique du Canada)
Résumé :
Les systèmes métallifères de fer métasomatiques et alcali-calciques (MIAC), les gîtes à oxydes de fer-cuivre-or (IOCG) et les minéralisations associées ont un rôle majeur à jouer dans l’approvisionnement en minéraux critiques et stratégiques (MCS) au Canada et au Québec. Ces gîtes présentent des ressources importantes (atteignant par exemple 11 Gt au gîte d’Olympic Dam en Australie) et contiennent 14 des 34 minéraux critiques de la liste canadienne des MCS (Bi, Co, Cu, F, Fe, Mo, Nb, Ni, P, EGP [Pd, Pt], ETR+Y, U, V, W, Zn) en plus de Ag, Au, Pb et Re. Plusieurs sous-produits potentiels peuvent donc être récupérés en raison de l’enrichissement sélectif en métaux du minerai extrait. C’est pourquoi les gouvernements américain et canadien ont investi des millions de dollars dans le développement du gîte à Au-Co-Bi-Cu de NICO aux Territoires du Nord-Ouest. Les travaux entrepris dans le cadre de l’Initiative géoscientifique ciblée (IGC) ont permis de comparer ces différentes minéralisations à l’échelle mondiale. Ils démontrent que les systèmes MIAC canadiens, dont ceux de la Province de Grenville, présentent la même évolution métasomatique et géochimique et les mêmes types de minéralisations que les districts miniers MIAC ailleurs dans le monde (p. ex. Olympic Dam). Ces comparaisons permettent de généraliser ce modèle métallogénique à des gisements présentant une large gamme de teneurs en fer et en oxydes de fer. En conséquence, ce modèle prend désormais en compte la genèse des gisements de type Oxydes de fer-apatite-Fe-ETR-P (IOA), IOCG, Sulfures de fer à cuivre-or (ISCG), Skarns riches en Fe, W ou Pb-Zn, Skarns à U-ETR, Métasomatiques riches en fer à Au-Co-Bi ou Ni, Albitites à U, Au-Co ou Mo-Re et Veines à cinq éléments. Le modèle et les études de cas permettent d’établir de nouveaux critères, protocoles et outils pour la cartographie géologique, l’évaluation du potentiel minéral et l’exploration. Il est ainsi possible d’optimiser le déroulement des programmes d’exploration minérale et d’augmenter les chances de découverte de gisements de MCS, notamment dans la Province de Grenville. Au-delà de ces avancées, demeurent les défis liés à la faible résolution des données gravimétriques à l’échelle nationale qui ne permettraient pas par exemple d’identifier l’anomalie gravimétrique associée à un gisement de classe mondiale comme Olympic Dam, sans parler des difficultés pour détecter les autres types de minéralisations MIAC peu à non magnétiques. De plus, les critères de prospectivité essentiels que sont les faciès d’altération ne sont pas cartographiés systématiquement lors des levés géologiques régionaux et des campagnes d’exploration. Parmi les pistes de solution à cette situation, l’appropriation par tous les intervenants des percées de l’IGC et de ses collaborateurs et la volonté de changer certains de nos paradigmes actuels qui guident la planification et l’exécution des levés géologiques et l’exploration au Canada.
15 h 15 – Pause
15 h 30 – Discussion
16 h – Fin de la formation