Québec Mines + Énergie - 19 au 22 novembre 2018 - Centre des congrès de Québec
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L’or dans les sulfures massifs volcanogènes

Présidents : Patrick Mercier-Langevin (CGC-QcCommission géologique du Canada) et Patrice Roy (MERNMinistère de l’Énergie et des Ressources naturelles)

Le Québec, avec ses nombreuses ceintures volcano-sédimentaires d’âges variés (p.ex. Abitibi, Appalaches), montre un potentiel hors du commun pour les métaux usuels, tels le cuivre et le zinc, notamment en ce qui concerne les gisements de type sulfures massifs volcanogènes (SMV). S’y ajoute un potentiel considérable pour les métaux précieux, tels l’or et l’argent. Un nombre important de gisements de type SMV québécois montrent en effet un contenu en or exceptionnel, donnant une valeur supplémentaire importante au minerai. Malgré ce fort potentiel, la découverte de nouveaux SMV demeure un défi, et les processus à l’origine de l’enrichissement en or sont complexes et divers. Cependant, la compréhension de la genèse des SMV aurifères et de leur empreinte a grandement progressé récemment, notamment à partir de l’étude détaillée d’exemples clés et également de systèmes actifs sur le fond marin. Cette séance fera le tour de la question à travers une série de conférences données par des spécialistes du domaine.

Thématique : exploration

14 h - Systèmes hydrothermaux riches en or sur le fond marin

Présentateurs : John W. Jamieson (Memorial University of Newfoundland), Mark D. Hannington (Université d’Ottawa et GEOMAR) et Amy Gartman (USGS)

John W. Jamieson (Memorial University of Newfoundland)

John W. Jamieson (Memorial University of Newfoundland)

 

L’exploration de systèmes hydrothermaux actifs sur le fond marin présente une précieuse occasion unique d’observer directement les processus minéralisateurs responsables de la formation des gîtes de sulfures massifs volcanogènes (SMV) et de les échantillonner. Jusqu’à présent, plus de 200 systèmes hydrothermaux avec minéralisation en sulfures massifs associée ont été découverts sur le fond marin dans tous les grands bassins océaniques du monde. Ces dépôts sont associés à différents régimes typiques de limites tectoniques majeures comme des dorsales océaniques, des arcs volcaniques et des bassins arrière-arc. L’exploration de ces dépôts a révélé d’importants liens géochimiques et morphologiques entre l’enrichissement en métaux usuels et précieux et certains paramètres géologiques comme la roche encaissante, le degré de sédimentation, la déformation, la profondeur de l’eau, et l’apport magmatique direct.

L’or, en particulier, demeure l’un des enrichissements en métaux les plus énigmatiques dans les dépôts hydrothermaux du fond marin. Un enrichissement significatif en or a été documenté dans différents contextes géologiques du fond marin, passant des mégamullions ultramafiques aux dorsales lentes aux volcans à prédominance felsique associés à un arc. À l’échelle du gîte, l’or est associé à des assemblages minéralogiques de haute température, comme chalcopyrite-pyrite, dans certains gîtes, et à des assemblages minéralogiques de basse température, comme barytine-sphalérite-galène, dans d’autres gîtes. À l’instar de la minéralisation de type épithermal, l’ébullition des fluides hydrothermaux, soit directement sur le fond marin ou plus en profondeur, pourrait être un mécanisme important associé à l’enrichissement en or.

Lors de cette conférence, nous présenterons notre compréhension actuelle de la formation des sulfures massifs sur le fond marin, en portant une attention particulière à la formation de minéralisation riche en or. Nous aborderons les contrôles géologiques sur la composition des gîtes de sulfures, comment les données sont recueillies sur le fond marin, et comment notre compréhension des gîtes de sulfures massifs sur le fond marin, basée sur plusieurs décennies d’exploration en eau profonde, à la fois confirme et diverge de notre compréhension de la genèse des gîtes minéraux basée sur l’étude des SMV sur la terre ferme.

Présentation en anglais

14 h 40 - Indicateurs temporels, géochimiques et isotopiques de la fertilité des provinces volcaniques pour les gisements de sulfures massifs encaissés dans des roches volcaniques

Présentateurs : David L Huston, David C Champion (Geoscience Australia), Bruce Eglington (University of Saskatchewan) et Sally Pehrsson (CGC-O)

Dave L. Huston (Geoscience Australia)

Dave L. Huston (Geoscience Australia)

Les données sur l’âge et les teneurs-tonnages des gisements de sulfures massifs encaissés dans des roches volcaniques (SMEV) indiquent que leur abondance et leur composition varient dans le temps. Les exemples préservés de gisements de SMEV sont plus abondants durant la formation de supercratons dans le Néoarchéen, mais également lors de la formation des supercontinents de Nuna et de Gondwana-Euramérique-Pangée. Des indications préliminaires suggèrent que certaines étapes spécifiques de la formation de supercratons/supercontinents (par ex. : la consommation des mers internes lors de l’assemblée de Nuna) seraient plus fertiles que d’autres et que l’environnement tectonique de formation des SMEV a évolué dans le temps. Ces observations, basées sur des compilations de données à travers le monde, sont des indicateurs de fertilité pour les SMEV de l’échelle mondiale à l’échelle d’une province, mais certains indicateurs impliquant des données géochimiques et isotopiques ont aussi été proposés à l’échelle du district.

Lesher et al. (1986) ont démontré que dans les terrains archéens, les volcanites felsiques associées à des gîtes minéraux dans les secteurs les plus fertiles présentent des concentrations relativement élevées en éléments des terres rares (ETR), mais des profils d’ETR relativement plats. Toutefois, Hart et al. (2004) ont montré que les caractéristiques en ETR des secteurs fertiles variaient dans le temps, les secteurs fertiles plus jeunes étant caractérisés par un enrichissement en ETR totaux progressivement plus faible et des profils d’ETR plus variables. Puisque les caractéristiques en ETR magmatiques se rapportent à la profondeur de fusion et à la composition de la source, il est probable que les changements dans les indicateurs de fertilité basés sur les ETR se rapportent à la profondeur de fusion et donc, indirectement, à des changements séculaires de style tectonique.

Par ailleurs, les variations dans les isotopes radiogéniques permettent d’identifier les secteurs plus fertiles pour les SMEV, particulièrement dans les terrains archéens et paléoprotérozoïques. Les secteurs fertiles plus vieux qu’environ 1700 Ma sont juvéniles d’un point de vue isotopique, tel qu’indiqué par le temps de séjour dans la croûte plutôt court obtenu des âges modèles basés sur le Nd des granites, ou par les faibles valeurs μ (206Pb/204Pb) déterminées à partir d’échantillons minéralisés. Toutefois, après ~1700 Ma cette relation n’est plus valide, et plusieurs districts de SMEV de calibre mondial (par ex. : Mount Read et Bathurst) sont associés à une croûte relativement évoluée. Ces changements, tout comme les changements dans les indicateurs de fertilité géochimiques, témoignent possiblement de changements dans le contexte tectonique des ceintures volcaniques fertiles pour les SMEV à travers l’histoire de la Terre.

Enfin, nous observons une corrélation, à l’échelle du district, entre la fertilité pour le Zn (mais pas pour le Cu) et la composition en isotopes de l’oxygène des phénocristaux de quartz (et donc du produit de fusion) dans les volcanites felsiques associées à des SMEV. Bien que Huston et al. (1998) aient initialement préconisé une composante de type S pour les produits de fusion fertiles, la prise en compte des données d’isotopes radiogéniques suggère qu’il est plus probable que ce lien témoigne du métasomatisme de la source (manteau ou croûte inférieure?) du magmatisme associé à la minéralisation, une caractéristique probablement importante pour d’autres types de gîtes minéraux.

Lesher, C.M., Goodwin, A.M., Campbell, I.H., et Gorton, M.P. 1986. Trace-element geochemistry of ore-associated and barren felsic metavolcanic rocks in the Superior Province, Canada. Journal canadien des sciences de la Terre, 23 : 222‑237.

Hart, T.R., Gibson, H.L., et Lesher, C.M. 2004. Trace Element Geochemistry and Petrogenesis of Felsic Volcanic Rocks Associated with Volcanogenic Massive Cu-Zn-Pb Sulfide Deposits. Economic Geology, 99 : 1003‑1013.

Huston, D.L., Brauhart, C.W., Wellman, P., et Andrew, A.S. 1998. Gamma-ray spectrometric and oxygen-isotope mapping of regional alteration halos in massive sulphide districts; an example from Panorama, central Pilbara Craton. AGSO Research Newsletter, 29 : 14‑16.

Présentation en anglais

Émérite

15 h 20 - Le complexe aurifère de Doyon-Westwood, Abitibi, Québec : un système magmatique hydrothermal synvolcanique d’âge archéen

Présentateurs : David Yergeau (INRS-ETEInstitut national de la recherche scientifique - Centre Eau Terre Environnement, Mines Agnico-Eagle), Patrick Mercier-Langevin et Benoît Dubé (CGC-QcCommission géologique du Canada, Québec), Alan Galley (Malleus Consulting), Vicki McNicoll, Simon E. Jackson (CGC-OCommission géologique du Canada, Ottawa) et Michel Malo (INRS-ETEInstitut national de la recherche scientifique - Centre Eau Terre Environnement)

David Yergeau (Mines Agnico Eagle)

David Yergeau (Mines Agnico-Eagle)

 

Le complexe Doyon-Westwood se situe dans la partie ouest du camp minier Doyon-Bousquet-LaRonde et renferme plus de 300 tonnes d’or (10 millions d’onces : production cumulative, réserves et ressources). Le gisement Doyon a été exploité de 1980 à 2009 tandis que la production a débuté en 2014 à la mine Westwood.

Les minéralisations sont encaissées dans les roches volcaniques et intrusives de la Formation de Bousquet (2699-2695 Ma) qui appartient au Groupe de Blake River. La séquence hôte du complexe Doyon-Westwood forme une mince bande homoclinale orientée E-O à fort pendage vers le sud en contact structural avec les roches sédimentaires archéennes des groupes de Kewagama (nord) et de Cadillac (sud).

La déformation est hétérogène au sein de la Formation de Bousquet, laquelle est préférentiellement développée dans les zones d’altération hydrothermale et le long des contacts lithologiques. Un gradient métamorphique évolue en fonction de la profondeur passant du faciès des schistes verts à la surface au faciès des amphibolites inférieur à plus de 1.5 km de profondeur.

Deux styles distincts de minéralisation caractérisent le complexe Doyon-Westwood : 1) un système épizonal de veines de quartz-sulfures à la base (nord), et 2) une série de lentilles de sulfures semi-massifs à massifs avec zones de stockwerk et de sulfures disséminés au sommet du système (sud). Ces minéralisations sont fortement affectées par la déformation principale et le métamorphisme régional.

Le système épizonal est formé de veines à Cu-Au d’épaisseur centimétrique à décimétrique de quartz riches en pyrite et chalcopyrite. Les veines sont associées à une altération proximale métamorphisée de style argileuse à localement argileuse acide riche en séricite-quartz ± aluminosilicates-gypse-anhydrite. Les veines sont interprétées comme étant associées à un système magmatique-hydrothermal relié à la mise en place du pluton synvolcanique de Mooshla.

Les lentilles de sulfures à Zn-Au-Cu-Pb-Ag sont composées de pyrite-sphalérite ± chalcopyrite-galène et sont associées à une altération proximale de style argileuse riche en séricite et une altération distale à chlorite-carbonate-séricite-biotite-grenat manganésifère. Ces minéralisations sont interprétées comme étant associées à un système hydrothermal de type sulfures massifs volcanogènes.

Le contexte géologique, les relations de terrain, et la géochronologie indiquent que les différents styles de minéralisation du complexe aurifère Doyon-Westwood sont contemporains et antérieurs aux événements tectono-métamorphiques. Ce large système aurifère est le résultat de l’interaction entre un système hydrothermal de type SMV et d’un système magmatique associé à une intrusion synvolcanique, formant un système magmatique-hydrothermal archéen à ~ 2697 Ma.

15 h 45 - Les SMV aurifères de Lemoine, Chibougamau, Québec : teneurs exceptionnelles dues à une contribution magmatique directe?

Présentateurs : Patrick Mercier-Langevin (CGC-QcCommission géologique du Canada, Québec), Benoit Lafrance (Ressources Tarku), Valérie Bécu (CGC-QcCommission géologique du Canada, Québec), Pierre-Simon Ross (INRS-ETEUniversité du Québec INRS-Eau, Terre et Environnement ), Benoît Dubé (CGC-QcCommission géologique du Canada, Québec), Ingrid Kjarsgaard (consultante), Jayanta Guha (UQACUniversité du Québec à Chicoutimi) et Alexandre Boulerice (INRS-ETEUniversité du Québec INRS-Eau, Terre et Environnement )

La ceinture de roches vertes de l’Abitibi contient certains des meilleurs exemples de gisements de type sulfures massifs volcanogènes riches en or, ce qui inclue le gisement Lemoine (0,76 Mt à 4,56 g/t Au, 83,73 g/t Ag, 4,17% Cu et 9,51% Zn), exploité de 1975 à 1983 dans le district de Chibougamau.

Les roches volcaniques et intrusives hôtes, qui font partie de la Formation de Waconichi datée à environ 2728 Ma, forment un empilement homoclinal à pendage abrupt et sommet vers le sud-est de rhyolites et andésites tholéiitiques surmontées de basaltes, ansdésites et rhyolites transitionnelles à calco-alcalines. Le niveau minéralisé se trouve près du sommet de la succession tholéiitique.

Sept faciès d’altération synvolcaniques fortement affectés par la déformation et le métamorphisme au faciès des schistes verts, ont été établis à partir des assemblages minéralogiques, de la géochimie et de la chimie minérale, et de leur position par rapport au niveau minéralisé. Les facies albite-quartz, séricite-carbonate, séricite-chlorite, chlorite-séricite et chlorite-séricite-épidote-carbonate définissent des zones semi-concordantes dans l’éponte inférieure tandis que les faciès à chlorite et à chlorite-séricite-chloritoïde sont plutôt discordants et partiellement transposés, se superposant aux faciès semi-concordants. La signature isotopique de l’oxygène sur roches entières indique des températures variant de ~100-150°C (faciès à séricite-carbonate) à ≥350°C (faciès séricite-chlorite, chlorite-séricite-chloritoïde et chlorite). Les faciès à chlorite-séricite-chloritoïde et séricite-chlorite sont associés à un lessivage intense des éléments des terres rares légères.

Les assemblages de minéraux associés à l’altération et leur signature géochimique et isotopique sont compatibles avec une altération par des fluides chauds et acides, possiblement par des solutions riches en CO2 et HCl. Ces deux acides peuvent se retrouver dans des fluides hydrothermaux suite au dégazage magmatique en profondeur.

Les sulfures massifs de Lemoine contiennent des teneurs élevées en Bi, lequel provient vraisemblablement d’une source magmatique. Les évidences de terrain indiquent une origine synvolcanique pour l’or (p.ex. : distribution des métaux). Bien qu’il n’y ait pas d’évidences directes indiquant une source magmatique pour l’or, l’association avec le Bi et les autres métaux supporte l’hypothèse d’une contribution magmatique. La présence de Bi pourrait également avoir joué un rôle important en facilitant le transport dans les fluides hydrothermaux et la concentration de l’or dans la zone minéralisée.

Il est proposé que le SMV aurifère Lemoine résulte d’une contribution magmatique directe au système hydrothermal et de l’effet combiné d’un transport optimisé de l’or et de processus de précipitation particulièrement efficace des métaux.

16 h 10 - Processus multiples de remobilisation de l’or des SMV aurifères dans les terrains fortement métamorphisés : exemple du gisement Lalor, Snow Lake, Manitoba

Présentateurs : Antoine Caté (SRK Consulting), Patrick Mercier-Langevin (CGC-QcCommission géologique du Canada, Québec), Pierre-Simon Ross (INRS-ETEUniversité du Québec INRS-Eau, Terre et Environnement ) et Benoît Dubé (CGC-QcCommission géologique du Canada, Québec)

Antoine Caté (SRK Consulting)

Antoine Caté (SRK Consulting)

 

Le gisement de type sulfures massifs volcanogènes (SMV) aurifères Lalor, localisé dans le camp de Snow Lake au Manitoba, consiste en une série de lentilles de sulfures semi-massifs à massifs, enrichies respectivement en Zn, Au et Cu-Au au sein de la séquence volcanique mafique à felsique protérozoïque de Chisel. Le gisement a été mis en production en 2012 avec des réserves et ressources initialement estimées à 25,3 Mt à 5,01% Zn, 0,79% Cu, 4,23 g/t Au et 27,60 g/t Ag incluant des zones à or de 8,8 Mt à 4,6 g/t Au.

Les lentilles minéralisées du gisement Lalor sont affectées par au moins trois épisodes de plissement, la seconde phase (D2) étant la phase dominante contrôlant la géométrie actuelle du gisement. La déformation D2 est responsable de la remobilisation d’une partie de la minéralisation. Les lentilles ont été fortement transposées et plissées. Une ségrégation minérale et une recristallisation des sulfures a eu lieu lors de cet épisode tectono-métamorphique majeur. Des structures de percement pouvant s’étendre jusqu’à 10 mètres dans les roches hôtes des lentilles sont présentes et remobilisent les sulfures les plus ductiles. Le métamorphisme au faciès des amphibolites associé à D2 a entrainé la formation d’assemblages de minéraux complexes à amphiboles, biotite, muscovite, grenat, staurolite, cordiérite, kyanite, chlorite et/ou carbonates, développés aux dépens des assemblages d’altération synvolcaniques. L’or et d’autres métaux, incluant Ag, Cu, Pb et Zn, ont été remobilisés durant le métamorphisme et forment un halo autour des lentilles de sulfures massifs. De l’or remobilisé est présent dans des roches non altérées en contact structural avec les lentilles à Zn, témoignant de la nature épigénétique de la remobilisation. Cette remobilisation des métaux a été en grande partie canalisée le long de couloirs de déformation pour former des zones enrichies en Au contrôlées structuralement, lesquelles forment les principales lentilles à Au. L’absence d’or à distance des lentilles à Zn suggère que la présence d’or est restreinte à une remobilisation de l’or synvolcanique présent dans les sulfures massifs et non à un apport externe au gisement volcanogène. Les assemblages minéraux présents (p. ex. : sulfosels et éléments natifs) suggèrent qu’une fusion partielle des sulfures ait pu également avoir joué un rôle dans la remobilisation de l’or.

Les relations spatiales et de recoupement entre les lentilles minéralisées, les zones d’altération, les roches hôtes, et les éléments structuraux indiquent que les lentilles riches en Zn sont synvolcaniques et se sont formées sur le fond marin ou par remplacement dans des roches volcanoclastiques non consolidées. Les lentilles à Cu-Au, localisées dans l’éponte inférieure des lentilles riches en Zn, représentent des réseaux de filonets (stockwerks) discordants synvolcaniques transposés dans la foliation principale (S2). En revanche, les lentilles riches en Au résultent de la remobilisation de l’or et d’autres métaux lors du métamorphisme le long de couloirs de forte déformation parallèles à la foliation principale.

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