Découvertes géologiques dans le Grenville : cartographie, recherche et avancées en exploration

La région comprise entre Clova et le lac Saint-Jean présente une grande diversité lithologique qui inclue une variété d’unités volcano-sédimentaires et d’intrusions felsiques, intermédiaires, mafiques et ultramafiques. Toutes ces roches se répartissent au sein des domaines Parautochtone et Allochtone de la Province de Grenville.

La composition géochimique de ces roches a notamment permis de déterminer leur affiliation magmatique, la source des magmas, ainsi que leur environnement tectonique en fonction de leur période de mise en place. Les signatures en éléments en traces des différentes roches magmatiques ont aussi grandement contribué à une meilleure compréhension des événements orogéniques à travers les différentes périodes géologiques du Néoarchéen (> 2,5 Ga) au pré-Labradorien (1,90 à 1,71 Ga) dans le domaine Parautochtone et du Labradorien au Post-grenvillien (1,71 à 0,960 Ga) dans le domaine Allochtone. Les contextes tectoniques interprétés durant ces périodes géologiques sont soit des environnements d’arc magmatique, soit de rupture de plaque océanique impliquant des phases d’extension crustale.

Les travaux dans cette région d’étude ont permis de mettre en évidence diverses périodes métallogéniques associées à une grande diversité de substances d’intérêt économique. Parmi celles-ci, les minéralisations en éléments de terres rares, associées aux dykes de pegmatite granitiques à syénitiques, sont les plus abondantes et caractérisent particulièrement le Grenville moyen (1050 à 1018 Ma). Les minéralisations de Fe-Ti-P sont également significatives et sont principalement reliées aux roches mafiques et ultramafiques de la Suite anorthositique de Lac-Saint-Jean mises en place durant l’Adirondien (1180 à 1080 Ma).

Cette conférence vise à présenter la nouvelle subdivision lithodémique du socle rocheux de la région comprise entre les rivières Étamamiou et Olomane (bordure nord du feuillet SNRC 12K01, feuillet 12K08 et coin NW du feuillet 12J05). Le secteur expose des roches intrusives intermédiaires à felsiques mises en place ou métamorphisées dans les conditions du faciès supérieur des amphibolites ou de celui des granulites.

Les roches les plus vieilles de la région appartiennent à la Suite intrusive de Kegaska (∼1555 à 1530 Ma) composée de granodiorite et de monzogranite porphyroïdes et foliés. Cette unité forme le socle du Complexe de La Romaine (1508 ±14 Ma; Bonnet, 2009) constitué de lentilles kilométriques de paragneiss. Plusieurs de ces lentilles sont aussi éparpillées dans la Suite intrusive de Coacoachou qui regroupe des roches intrusives intermédiaires à felsiques à biotite ± hornblende ou à biotite ± orthopyroxène. Des dykes de gabbronorite, de diorite à hypersthène ou de mangérite de la Suite intrusive de Blacklands coupent les unités précédemment mentionnées. Le tout est coupé par des roches intrusives intermédiaires à felsiques appartenant à différentes unités d’âge mésoprotérozoïque tardif, comme la Suite intrusive de Mantuh (∼1090 Ma), ou apparemment néoprotérozoïque, comme les suites intrusives de Wapitagun et de Washicoutai et l’Intrusion de Mukanipan.

La trajectoire de la foliation régionale révèle que la région est affectée par des plis complexes. À l’ouest des lacs à l’Ours et Coacoachou, l’orientation dominante des plans axiaux des plis est approximativement N-S, alors qu’à l’est, elle est plutôt NE-SW. De grandes zones de cisaillement ductiles, d’orientations variées, traversent le secteur.

Le minerai de fer de haute pureté est maintenant inclus parmi les MCS. Le Québec produit près de 40 Mt de concentré de minerai de fer par année, pour une valeur d’environ 6 G$. C’est une fois et demie la valeur de l’or produite en Abitibi! Ce minerai provient de métataconites, soit des équivalents métamorphisés des formations de fer de la Formation de Sokoman de la Fosse du Labrador. Il est caractérisé par un assemblage quartz-spécularite-(magnétite) et par une granulométrie grossière, ce qui permet de le concentrer à des niveaux de pureté élevée et lui confère un avantage pour la production d’acier vert par four à arc. Cette pureté permet de diminuer les coûts de fusion et de produire une fonte ou un acier non allié très pur. Le concentré se vend avec une prime significative, ce qui compense les coûts de production élevés liés au climat, à l’éloignement et au coût de concentration. Ces formations de fer se trouvent dans le terrane de Gagnon et s’étendent sur plus de 250 km, du Labrador à l’est au Réservoir Manicouagan à l’ouest. Elles ont été exploitées dans cinq mines actuellement en production ou en redémarrage (Mont Wright, Fire Lake et Lac Bloom au Québec; Carol Lake et Scully au Labrador) et une mine épuisée (Lac Jeannine) et sont reconnues dans de multiples dépôts non développés. Ces dépôts d’oxydes de fer sont caractérisés par des répétitions de la stratigraphie liées aux orogènes du Nouveau-Québec et du Grenville.

Les carbonatites sont associées à des ressources stratégiques pour le Québec, particulièrement le niobium (Nb) et les éléments de terres rares (ETR). Un potentiel minéral élevé pour ces substances a été identifié dans la partie centrale de la Province de Grenville (Moukhsil et El Bourki, 2023). Plusieurs zones minéralisées de cette zone font actuellement l’objet de travaux d’exploration (p. ex. le gisement Crevier au Lac-Saint-Jean; Groulier et al., 2020) ou d’exploitation (mine Niobec à Saint-Honoré; Néron et al., 2018). Les carbonatites montrent des interactions avec les roches silicatées alcalines adjacentes et présentent généralement des phases tardives riches en fer telles l’hématite ou la pyrite. Cette étude vise à approfondir la compréhension des mécanismes magmatiques et hydrothermaux responsables des minéralisations en Nb et ETR. L’étude se focalise sur la caractérisation de terrain, la pétrographie détaillée et l’analyse géochimique de certaines phases minérales d’intérêt. La minéralisation en Nb (pyrochlore et/ou colombite) est communément associée à de fortes concentrations en phosphore, ce qui a motivé une étude approfondie de la géochimie de l’apatite. Les âges de cristallisation de l’apatite démontrent l’existence de plusieurs épisodes magmatiques et hydrothermaux distincts. Le linéament profond représenté par le corridor de Waswanipi-Saguenay, plus ancien que 1100 Ma, a été réactivé à de multiples reprises à la suite des nombreux événements tectoniques. Ce grand linéament transcrustal a notamment permis la remontée de nombreuses venues de magma carbonatitique et alcalin jusqu’au Néoprotérozoïque tardif (Carbonatite de Saint-Honoré).