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Le ruthénium (Ru), iridium (Ir), osmium (Os) et rhodium (Rh) et les éléments traces dans des chromites de komatiites issues de la zone Alexo et de la zone Hart, (Abitibi, Ontario) : un outil diagnostique pour l’exploration de systèmes fertiles

Meric Julien. (2018). Le ruthénium (Ru), iridium (Ir), osmium (Os) et rhodium (Rh) et les éléments traces dans des chromites de komatiites issues de la zone Alexo et de la zone Hart, (Abitibi, Ontario) : un outil diagnostique pour l’exploration de systèmes fertiles. Mémoire de maîtrise, Université du Québec à Chicoutimi.

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Résumé

Les gisements de sulfures de Ni-Cu-(PGE) associés à des komatiites ne laissent généralement qu’une faible empreinte géophysique et deviennent de plus en plus difficiles à trouver, spécialement dans les ceintures de roches vertes archéennes et protérozoïques qui sont recouvertes et peu exposées. C’est pourquoi le développement d’outils lithogéochimiques est important pour découvrir de nouveaux gisements. La chromite est un minéral accessoire commun dans les roches ultramafiques et peut-être utilisée pour discriminer les roches associées à un environnement minéralisé de roches associées à un environnement stérile. Plusieurs études ont montré qu’en l’absence de liquide sulfuré, les éléments du groupe du platine (EGP), et plus particulièrement le Ru, entrent préférentiellement dans la chromite, et en présence de liquide sulfuré, ils entrent préférentiellement dans les sulfures. C’est pourquoi il a été suggéré qu’une meilleure compréhension du comportement du Ru dans les systèmes komatiitiques peut mener au développement de nouvelles stratégies d’exploration pour les gisements magmatiques de sulfures de Ni-Cu-PGE. Des chromites issues de différents faciès lithologiques (cumulat d’olivine, spinifex d’olivine, sulfures disséminés et massifs) provenant de deux komatiites associées à des gisements de Ni-Cu-PGE dans la ceinture de roches vertes de l’Abitibi (zone de la mine Alexo et zone de la mine Hart) ont été analysées par microsonde électronique (EMP, éléments majeurs) et par ablation laser (LA-ICP-MS, éléments traces et EGP). La zone Alexo a été sélectionnée car elle abrite des komatiites bien préservées (faciès prehnite-pumpellyite), mais en partie serpentinisées. Quelques échantillons ont été sélectionnés de la zone Hart (komatiites au faciès schiste vert à amphibolite) afin d’observer l’effet de l’altération sur la composition des chromites et sur la distribution du Ru dans les chromites. Nos résultats montrent que pour les chromites de la zone Alexo les valeurs en Cr# = 100*[Cr/(Cr+Al)] et Fe2+# = 100*[Fe2+/(Fe2+/+Mg)] sont typiques de komatiites fraîches. Les chromites dans les échantillons de sulfures massifs montrent des valeurs très élevées en Cr# et Fe2+#, elles sont appauvries en Al, Ni et Mg et enrichies en Ti, Zn, Mn, Fe et V par rapport aux chromites des échantillons sans sulfures. Les chromites des échantillons avec sulfures disséminés sont légèrement enrichies en Mn et Zn, légèrement appauvries en Co et appauvries en Ni et Cu par rapport aux chromites des échantillons sans sulfures. Les chromites des échantillons altérés montrent un appauvrissement en Mg et un enrichissement en Zn, Co, Mn et Fe. Les échantillons sans sulfures, avec sulfures et altérés peuvent être distingués les uns des autres en projetant la composition des chromites dans des graphiques binaires présentant Ni/Mn versus Ni/Cr ou bien Ni/Zn versus Ni/Cr. Les chromites de la zone Alexo et de la zone Hart présentent des contenus en Ru, Os, Ir et Rh élevés alors que ce sont des systèmes komatiitiques considérés comme minéralisés. De plus, une grande partie des chromites des échantillons contenant des sulfures disséminés présentent des concentrations élevées en Ru, Os, Ir et Rh. Seules les chromites des échantillons à sulfures massifs sont systématiquement appauvries en Ru, Os, Ir et Rh. Ces résultats impliquent qu’une partie des chromites ont cristallisé avant la ségrégation en sulfure du magma (chromites riches en Ru, Os, Ir et Rh) puis ont continué à cristalliser pendant la ségrégation en sulfures (chromites pauvres en Ru, Os, Ir et Rh). Le calcul de bilans de masses montre que les chromites des échantillons sans sulfures de la zone Alexo contrôlent en moyenne environ 34% du budget roche totale en Ru ; Os ≈ 9% ; Ir ≈ 6% ; Rh ≈ 7%, pour un minimum de Ru ≈ 12% ; Os ≈ 3% ; Ir ≈ 2% ; Rh ≈ 2%, jusqu’à un maximum de Ru ≈ 69% ; Os ≈ 19% ; Ir ≈ 14% ; Rh ≈ 19%. Ces résultats montrent que les chromites contrôlent en partie les budgets en Ru mais elles ne contrôlent pas les budgets de Os, Ir et Rh, d’autres phases sont donc nécessaires pour expliquer les contenus en Os, Ir et Rh de la roche. Enfin, le Ru, et dans une moindre mesure, le Cu dans les chromites de certains échantillons sans sulfures semblent montrer des variations de concentrations par rapport à la distance à la minéralisation.

Type de document:Thèse ou mémoire de l'UQAC (Mémoire de maîtrise)
Date:Février 2018
Lieu de publication:Chicoutimi
Programme d'étude:Maîtrise en sciences de la terre
Nombre de pages:185
ISBN:Non spécifié
Sujets:Sciences naturelles et génie > Sciences naturelles > Sciences de la terre (géologie, géographie)
Département, module, service et unité de recherche:Départements et modules > Département des sciences appliquées > Unité d'enseignement en sciences de la Terre
Directeur(s), Co-directeur(s) et responsable(s):Pagé, Philippe
Barnes, Sarah-Jane
Mots-clés:Alexo, chromites, komatiites, ruthénium, éléments traces, éléments du groupe du platine
Déposé le:01 mars 2018 08:11
Dernière modification:01 mars 2018 22:02
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