L’or et le cuivre dans la Province du Supérieur : états des lieux, avenir et perspectives

L’or et le cuivre constituent des métaux stratégiques et critiques de grande importance économique pour le Canada. Malgré une production annuelle combinée en croissance (2014 à 2023), le renouvellement et à la distribution spatiale de ces ressources sont très inégales. Dans la Province du Supérieur, on trouve ces métaux dans une grande variété de types et de styles de gîtes (magmatiques, magmatiques-hydrothermaux, orogéniques sensu stricto et synvolcaniques) et leur découverte repose en grande partie sur l’application de modèles métallogéniques robustes. Les travaux entrepris dans le cadre de l’Initiative géoscientifique ciblée de la CGC, en collaboration avec la DACG du MNRF et des partenaires universitaires et de l’industrie, ont pour objectifs d’améliorer la connaissance du cadre géologique, structural et géochronologique de nombreux territoires au potentiel prouvé ou émergent. Ces travaux contribuent à mieux définir les processus et l’âge de formation des systèmes minéralisés qui sont, dans plusieurs cas, très complexes et demandent une approche multidisciplinaire et collaborative.

Depuis un siècle, l’Abitibi se distingue par une moyenne impressionnante d’une nouvelle mine mise en production chaque année. Dans un contexte marqué par la hausse des prix de l’or et du cuivre, l’exploration devrait se tourner vers des gisements à faibles teneurs, mais à forts tonnages, avec des teneurs de coupure avoisinant les 0,5 g/t Au et 0,3 % Cu, des conditions typiques des minéralisations disséminées de type porphyrique. La majorité des gisements majeurs récemment développés en Abitibi relèvent d’affinités plutoniques, qu’il s’agisse des porphyres à Cu-Au (Mo) associés aux TTG, des porphyres sanukitoïdes enrichis en Au-Te ou encore des gisements combinant intrusions et zones de déformation. Les avancées récentes dans la compréhension de ces systèmes mettent en lumière des différences structurales entre le nord et le sud de l’Abitibi : la croûte épaissie et plus ancienne du nord a permis le développement de porphyres, tandis que la croûte amincie et plus jeune du sud favorise la coexistence d’amas sulfurés et de petits systèmes porphyriques. On a également récemment démontré que, dans le cas des sanukitoïdes, une part des métaux est transportée par les minéraux ferromagnésiens. L’origine de ces métaux pourrait provenir du socle de l’Opatica, situé sous les terrains de l’Abitibi, dont le rôle structurant discret pourrait influencer la localisation des minéralisations.

La plus récente version de la compilation des gisements d’or en cours à la Commission géologique du Canada (CGC) représente une mise à jour de la distribution, du contenu métallique et des informations géologiques pertinentes pour les gisements aurifères (≥ 100 000 oz Au) de la Province du Supérieur. Cet exercice vise à appuyer les diverses activités de recherches menées par la CGC dans le cadre de l’Initiative géoscientifique ciblée et ces données devraient être éventuellement diffusées. Plus de 60 gisements ont été ajoutés à base de données déjà publiée (Gosselin et Dubé, 2005), alors que plus de 135 gisements ont fait l’objet d’estimations récentes des ressources et/ou des réserves (données de l’industrie en date du mois de février 2023). Les nouvelles entrées comprennent d’anciennes mines remises en production (p. ex., Canadian Malartic), des découvertes (p. ex., Éléonore) ainsi que des projets avancés d’exploration (p. ex., Windfall). Les révisions apportées fournissent des informations clés sur la distribution, le contenu total et la teneur en or des gisements. Ces données sont bonifiées par de nouvelles connaissances dans le but de mieux classer les types et styles de minéralisation en fonction des caractéristiques géologiques et génétiques diagnostiques. Le produit final a pour objectif de fournir un cadre d’analyse pour : 1) les études thématiques portant sur les processus (source, transport, conduits et pièges) menant à la formation et à la préservation des gisements aurifères, et 2) l’élaboration de stratégies d’exploration.

Depuis 1935, près de 950 indices, gîtes et gisements d’or et/ou de cuivre ont été identifiés dans la région de la Baie-James, laquelle couvre trois sous-provinces géologiques (La Grande, Opinaca et Opatica) pour une superficie de 225 000 km². Ces découvertes comprennent 11 gîtes et gisements. Une analyse de la répartition de l’ensemble de ces minéralisations dans le temps, dans l’espace et en fonction des méthodes a été réalisée.

Que disent ces découvertes passées sur le potentiel de découvertes futures? Comment qualifier la maturité de cette région et comment optimiser l’effort d’exploration vers des succès économiques? Plusieurs approches, complémentaires à certains égards, peuvent être privilégiées avec : 1) l’exploitation des données numériques régionales (géochimie, géophysique); 2) la compréhension des contextes géologiques et gîtologiques; et 3) l’exploration incrémentale d’indices et de gîtes déjà connus.

La persistance de l’exploration près de gisements (Troilus), de gîtes (Cheechoo, Nisk) ou d’indices (Elmer) déjà connus, ainsi que la découverte de nouveaux types de minéralisations (filon-couche à antimoine-or à Wabamisk) démontre le stade encore initial du développement du potentiel minéral de la région. En clair, il existe un immense potentiel de croissance. L’approche privilégiée est la génération de cibles par le traitement avancé des données géoscientifiques régionales réalisé en étroite association avec des phases de validation par prospection sur le terrain. De nombreuses cibles d’envergure demeurent inexplorées et pourraient être converties en découvertes avec le maintien à long terme de conditions favorisant l’exploration : accès au territoire, présence d’infrastructures, stabilité du cadre légal et fiscal.

La Sous-province de l’Abitibi recèle une diversité de dépôts aurifères qui se sont formés durant une longue période et à diverses profondeurs crustales. Dans le secteur d’Urban-Barry, cette diversité est représentée par trois principaux types de minéralisations aurifères, chaque type ayant leur propre géométrie, roches hôtes, styles de minéralisation et contrôles géologiques. Ces minéralisations incluent : 1) les minéralisations Au ±Cu associées à des brèches de tourmalinites; 2) les minéralisations aurifères intrusion-related; et 3) les systèmes de veines de quartz-carbonates de type orogénique.

Les minéralisations encaissées dans les tourmalinites (p. ex., Black Dog) consistent en des niveaux atteignant 100 m d’épaisseur dont la mise en place est contemporaine à la Formation de Macho (environ 2717 à 2715 Ma). Environ 15 à 20 Ma plus tard, les minéralisations aurifères de type intrusion-related (p. ex., Windfall) se sont formées de manière synchrone avec des essaims d’intrusions felsiques calco-alcalines datées à environ 2698 Ma. Cette minéralisation se caractérise par des zones de remplacement en séricite-pyrite ± silice recoupées par des filons et des stockwerks de quartz-pyrite grisâtres. Cet événement est suivi par l’épisode principal de déformation régionale qui est contemporain avec la formation des systèmes de veines de quartz-carbonates (p. ex., Barry et Gladiator). Ces minéralisations sont encaissées dans des roches mafiques à intermédiaires recoupées par des intrusions porphyriques felsiques dans le toit structural des failles régionales d’orientation ENE.

La reconnaissance de la diversité de ces types de minéralisations et la caractérisation de leurs propriétés géophysiques et géochimiques ainsi que des contrôles géologiques permettent de concevoir des modèles d’exploration robustes applicables à l’échelle régionale dans ce secteur en pleine effervescence.

La Sous-province de l’Abitibi, en particulier sa portion sud, a été l’objet d’intenses campagnes d’exploration pour l’or et le cuivre depuis plus d’un siècle. Cependant, depuis environ 20 ans, des changements importants dans les domaines scientifiques et économiques ont remis en cause certaines certitudes dans ce domaine. Initialement, l’exploration misait sur la découverte de gisements à forte teneur, facilement identifiables dans les roches volcaniques, dans un contexte où le prix de l’or était beaucoup plus faible et les données géochimiques moins disponibles. Plus récemment, les travaux scientifiques à l’échelle des gisements, des camps miniers et des provinces métallogéniques ont démontré l’existence de nombreux types de gisements qui s’éloignaient de la simple dualité entre les minéralisations aurifères de type orogénique et les VMS. Cette variété d’environnements géologiques favorables ouvre de nouvelles avenues d’exploration. Ainsi, la redécouverte du gîte Canadian Malartic et de ses extensions illustre le potentiel sous-estimé des roches sédimentaires. Malgré tout, l’exploration continue d’être focalisée sur les roches volcaniques, et les connaissances sur les bassins sédimentaires restent fragmentaires, comme en témoignent les récentes découvertes de bassins fluviatiles de type Timiskaming, pourtant considérés comme des métallotectes importants. Le contexte géologique favorable de l’Abitibi combiné à un regard plus ouvert sur les environnements géologiques propices devrait permettre la découverte de nouveaux gisements dans cette région considérée comme mature, à condition que le milieu de l’exploration s’ouvre au changement.

L’exploration pour l’or et le cuivre doit s’appuyer sur une bonne compréhension des processus de formation pour cibler les secteurs avec un fort potentiel et utiliser les méthodes les plus appropriées. En Abitibi, le potentiel pour les gîtes d’or de type orogénique et les sulfures massifs à Cu-Zn ± Au est bien connu, quoique d’importantes questions demeurent, comme l’âge précis des épisodes minéralisateurs. La (re)découverte de gisements Au-Cu (Windfall, Upper Beaver) met en évidence l’existence de nouveaux types de cibles. Pour découvrir la trace des prochains gisements, les méthodes d’exploration doivent s’adapter soit pour sonder en profondeur ou pour suivre les trains de dispersion dans les sédiments superficiels. Dans l’environnement superficiel, la combinaison d’analyses multi-éléments et des méthodes de classification par apprentissage machine permet maintenant d’identifier la source des minéraux indicateurs, de vectoriser vers les cibles et même d’évaluer le contenu en métaux d’éventuelles minéralisations.