Février 2013    Imprimer cet article

Évaluation du recouvrement quaternaire et topographie du roc de la ceinture verte de l'Abitibi : implications pour l'exploration minérale

Guillaume Rongier, Université de Lorraine-ENSG
Guillaume Allard, MRN
Olivier Rabeau, MRN

Dans les secteurs enfouis sous un épais recouvrement de sédiments quaternaires, la profondeur au socle rocheux et sa topographie sont des données importantes pour de nombreux domaines. En hydrogéologie, ces éléments permettent d’évaluer la quantité d’eau souterraine disponible – que ce soit dans les fractures du socle ou dans certaines formations quaternaires sus-jacentes – mais aussi de comprendre la dynamique d’écoulement (Bolduc et al., 2004). En géotechnique, une connaissance précise de la profondeur au socle rocheux est indispensable pour s’assurer de la stabilité des constructions. En géophysique, les sédiments quaternaires peuvent faire varier la réponse d’un site selon leur consolidation, leur épaisseur, leur teneur en eau ou les ondulations de la surface du socle rocheux. À titre d’exemple, des erreurs du signal géophysique peuvent être induites par la présence de vallées ou de dépressions dans le socle.

Dans le domaine minier, l’étude de la surface du socle rocheux et de l’épaisseur des sédiments quaternaires non consolidés sus-jacents permet non seulement de mieux évaluer les coûts liés aux forages, mais pourrait également révéler de nouvelles ressources minérales. Nous savons déjà que les gisements de la ceinture de roches vertes abitibienne sont réputés pour leur richesse en Au, Cu, Zn et Ni. Historiquement, les gisements recherchés et exploités dans cette ceinture se sont formés à l’Archéen. Certains, comme les sulfures massifs volcanogènes (Cu-Zn) ou les gisements de Ni magmatique sont syngénétiques, c’est-à-dire formés de façon synchrone à la mise en place de la roche hôte. D’autres, comme les gisements d’Au orogénique, sont épigénétiques, c’est-à-dire qu’ils se sont formés quelques dizaines de millions d’années plus tard.

Depuis peu, des saprolites ont été mis en évidence lors de forages effectués pour l’étude des dépôts de surface au sein de cette ceinture de roches vertes (Allard et Deschênes, 2011, Rongier et al., 2012). Précisons que les saprolites sont des roches meubles résultant de l’altération chimique (d’origine climatique et/ou hydrothermale) d’une roche mère sans avoir subi aucun transport.

Ces zones d’altération seraient d’âge tertiaire ou quaternaire (Kimpe et al., 1984) et un enrichissement supergène en métaux leur est souvent associé. Bien qu’elles représentent un potentiel économique, ces zones sont très peu documentées dans la ceinture abitibienne. Cela s’explique par le fait que la prospection minière se base exclusivement sur l’étude du socle rocheux. Le potentiel de l’ensemble de la couche de matériaux non consolidés sus-jacents n’est pas investigué, ce qui inclut d’éventuels saprolites. L’étude de la profondeur et de la surface du socle rocheux pourrait donc mener à la découverte de zones à fort potentiel de préservation de saprolites dont la localisation permettrait d’ouvrir de nouveaux secteurs à l’exploration minérale.

Étude des données

Trois types de données ont été utilisés : des données de forage, des données de surface et des données topographiques. L’ensemble des données recueillies pour ce projet provient de différentes sources, mais principalement de la base de données du ministère, le SIGEOM (système d’information géominière). De plus, plusieurs données proviennent de la Commission géologique du Canada (CGC) et du ministère du Développement durable, de l’Environnement, de la Faune et des Parcs (MDDEFP). Au total, 416 984 points de données ont été employés pour l’interpolation de la carte de profondeur (figure 1).

Méthode employée

À la suite de plusieurs essais à l’aide de diverses techniques d’interpolation, la méthode par krigeage a été retenue afin de générer la carte de profondeur au roc. Moyennant des hypothèses plus strictes que les autres techniques, le krigeage possède de nombreux avantages : c’est un interpolateur exact qui tient compte des corrélations spatiales entre les données et qui minimise l’erreur d’estimation. Cette méthode donne aussi accès à cette erreur, permettant ainsi de visualiser l’incertitude de la prédiction. La continuité spatiale des données de profondeur au roc a donc été évaluée et interpolée par krigeage ordinaire.

Résultats

La grande majorité des secteurs présentant une importante profondeur au roc sont principalement liés aux eskers et aux zones de failles connus (figure 2). Le lien étroit entre l’importante profondeur au roc et les eskers s’explique par la quantité considérable de sédiments fluvioglaciaires formant un esker et du surcreusement notable du soubassement rocheux lors de la mise en place de ces entités géologiques. Les fortes profondeurs au socle près des failles s’expliquent, pour leur part, par la présence d’une zone de dommage et de fortes schistosités en périphérie de ces structures, créant ainsi des zones plus friables où se développent des dépressions dans le socle. De plus certaines failles ont agi comme conduits à de grandes quantités de fluides hydrothermaux impliquant d’importantes zones d’altération dans la zone d’étude. Ces zones sont souvent riches en carbonates ou en micas blancs qui rendent aussi la roche hôte très friable et plus sensible à la création de fosses lors de processus d’érosion.

La plupart des autres secteurs de grandes profondeurs ne pouvant être expliqués par la présence de failles sont, comme il a été indiqué auparavant, attribuables à la présence d’eskers enfouis. Ces derniers sont généralement ensevelis sous les dépôts argileux du lac Ojibway. Ils sont identifiés lors des campagnes de cartographie quaternaire par photo-interprétation dans la continuité des eskers visibles en surface. En revanche, certaines zones ne peuvent être expliquées par la présence d’eskers ou de failles. C’est le cas notamment des zones profondes autour de Palmarolle, de celles au sud-ouest de Lebel-sur-Quévillon ou encore de celles au sud de Val-Paradis. Ces zones sont pour la plupart dans des secteurs où les données sont moins abondantes. Il se peut donc qu’ils représentent des artéfacts dus à la méthode d’interpolation. Des investigations plus approfondies seront nécessaires afin de déterminer leur origine.

Des secteurs à fort potentiel aurifère ayant subi un enrichissement supergène en Au ont été identifiés à l’aide de la carte des profondeurs au socle rocheux. La sélection des sites a été faite en superposant les emplacements des failles, des indices aurifères ainsi que des anciennes mines et des mines actuelles. À partir de ces éléments, des secteurs ayant une grande profondeur au socle et situés sur des failles porteuses de minéralisations ont été identifiés. Malgré le peu de données sur les saprolites dans la Sous-province de l’Abitibi, ces cibles peuvent déjà être considérées comme des secteurs ayant un potentiel intéressant en gisements supergènes aurifères.

Références :

Allard, G. - Deschenes, P-L - 2011 - Reconnaissance géologique de la région de la rivière Octave. Congrès Québec exploration 2011 (affiche).

Bolduc, A. - Riverin, M.N. - Lefebvre ,R. - Paradis, S. - Fallara, F. - 2004 - Modélisation de l’architecture 3D du segment sud de l’esker Saint-Mathieu - Berry reliée à la circulation de l’eau souterraine, région d’Amos, Abitibi. Proceeding of 57 Canadian Geotechnical Conference - 5rd Joint IAH-CNC/CGS, p. 14–21.

Kimpe, C. R. D. - Lasalle, P. - Laverdière, M.R. – 1984 - A sub-till saprolite and the overlying soil profile near Mount Orford, Southern Quebec. Can. J. Soil Sci., 64:577–585.

Rongier, G. - Allard, G. - Rabeau, O. - 2012 - Évaluation du recouvrement quaternaire et topographie du roc de la ceinture verte de l'Abitibi : implications pour l'exploration minérale., Présentation, Congrès Québec Mines 2012.

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