Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Cette thèse porte sur la genèse et l'évolution des roches granitiques de la région de Hetai et sur leurs relations possibles avec la minéralisation aurifère. Cette région de la Chine Méridionale est située à l'ouest de la Province de Guangdong. La Chine Méridionale a une histoire géotectonique complexe et l'étude des granites de la région de Hetai, qui sont de différents âges, permet d'en reconstituer une partie.

La Chine Méridionale est divisée en trois grands domaines géotectoniques orientés nord-nord-est, qui sont d'ouest en est : le domaine de Nanling, le domaine du Yangtze et le domaine Côtier. Le domaine de Nanling, ou un socle précambrien est identifié, est fortement déformé, résultat d'une collision continentale à la fin du paléozoîque- début du mésozoîque. Des granites gneissiques à biotite abondants sont associés à cette collision. Le domaine du Yangtze est également déformé et comprend une série intrusive de gabbro, diorite à hypersthène, diorite quartzite, tonalité et de granodiorite ainsi que des roches volcaniques associées. Ce domaine et le magmatisme associé résultent d'une subduction de type Andin au Mésozoîque moyen. Le domaine Côtier, qui est recoupé par une faille majeure de direction nord-est, comprend une série ignée plutono-volcanique où les granites à feldspath alcalin dominent. Le domaine Côtier correspond à une phase d'extension de la subduction précitée à la fin du Mésozoîque. D'une façon générale, les granites de ces trois domaines ont des caractérisques minéralogiques et chimiques différents : les granites du domaine de Nanling sont de type-S, ceux du domaine du Yangtze sont de type-I et, les granites du domaine Côtier montrent une transition du type-I au type-A. Cette classification des granites de la Chine Méridionale servira de fondement pour séparer les granites de la région de Hetai.

Quatre orogénies sont reconnues dans la région de Hetai : l'orogénie Calédonienne (580-360 Ma), l'orogénie Hercynienne (360-240 Ma), l'orogénie Indosinienne (240-190 Ma) et l'orogénie Yanshanienne (Mésozoîque supérieur, 190-65 Ma). Les roches sédimentaires, dont l'âge varie du précambrien au paléozoîque inférieur, sont métamorphisées aux faciès des schistes verts et amphibolite. Deux failles majeures recoupent la région : la faille de Guangning-Loudin de direction nord-est et la faille de Wuchuan-Sihui de direction nord-nord-est.

Des plutons granitiques polyphasés d'âges variés occupent 50% de la superficie de cette région et 10 de ceux-ci furent étudiés, ils peuvent être divisés en deux groupes d'âge : les granites anciens et les granites récents. Les granites anciens sont des granites à biotite, dont la texture varie de oeillée à gneissique à mylonitique, qui se retrouvent associés à la zone de faille Guangning-Loudin. Leurs âges préliminaires varient du Calédonien (plutons de Shijiang, Sidong et Shiniutou) à l'Hercynien (pluton de Guangning). Les granites récents, dont la composition varie de granodiorite à granite à feldspath alcalin, sont localisée à proximité de la zone de faille Wuchuan-Sihui. Ils se divisent en trois groupes d'âges préliminaires : Hercynian (?) (pluton de Yunlougan), Indosinien (pluton de Wuchun) et Yanshanien (pluton de Sihui). Deux types d'enclaves sont identifiées dans ces granites : des enclaves sombres (biotite + feldspath) dans le pluton de Shijiang et des enclaves granodioritiques dans les plutons de Wuchun et de Sihui.

Ces roches granitiques ont souvent été interprétées par les géologues Chinois comme résultant de la granitisation des roches précambriennes. Cette hypothèse ne concorde pas avec les données de terrain qui indiquent la présence d'une foliation magmatique dans tous les granites. Dans les granites anciens elle apparaît comme relique malgré la déformation et la recristallisation à l'état solide qui produit des structures gneissiques, oeillées et mylonitiques. La nature magmatique de ces roches est confirmée par l'étude au microscope qui montre en plus, que les cristaux de plagioclase dans tous les types de granites sont zones. De plus, certains de ces granites sont des corps polyphasés (granodiorite, monzogranite, granite) et d'autres montrent des enclaves. Le granite de Shijiang présent des enclaves sombres, qui sont possiblement des sédiments métamorphisés, tandis que les complexes de Wuchun et de Sihui sont caractérisés par des enclaves ignées granodioritiques.

Les analyses géochimiques permettent de distinguer deux grands types de granites dans la région de Hetai : les granites anciens et les granites récents. Les granites anciens sont peralumineux (paramètre-Al > 1.05), ils montrent une anomolie négative en Eu et ils possèdent des ratios K2O/Na2Û et "HREE/LREE" élevés et un rapport "LILE/HFSE" moyen comparativement aux granites récents. Ces derniers sont méta-alumineux et la variation des ratios MgO/(MgO+FeO), K2O/Na2Û, Rb/Sr, "HREE/LREE" , "LILE/HFSE" ainsi que l'accroissement de l'anomalie en Eu sont capatibles avec une suite de différenciation calco-alkaline : (gabbro) --> diorite quartzique --> granodiorite --> (granite à feldspath alcalins). Lorsqu'on compare ces granites à ceux provenant de régions mieux étudiées sur des diagrammes discriminants comme (Nb+Ta) vs (V+Sc) et vs Rb/Sr, les granites anciens montrent des similitudes avec les granites de type-S tandis que les granites récents coïncident, pour la majorité, avec les granites de type-I et certains avec le type-A (?).

La composition chimique des biotites, des amphiboles et des plagioclases analysés à la microsonde permet de confimer la séparation des granites de Hetai en deux groupes. Les granites anciens ont des biotites-Fe caractérisées par les pourcentages en oxydes suivants : FeO (>22%), AI2O3 (>15%), MgO (<8%), TiO2 (<3%) et SiO2 (<36%), ainsi qu'un rapport M (<0.45) (M=Mg/(Mg+Fe2++Mn)). Par contre, les granites récents possèdent des biotites-Mg avec des pourcentages en oxydes suivants : FeO (<22%), AI2O3 (<15%), MgO (>8%), TiO2 (>3%) et SiO2 (>36%) ainsi qu'un rapport M >0.45. Les granites anciens ne possèdent pas de hornblende tandis que les granites récents montrent soit une hornblende-Mg, soit une homblende-actinolitique. Les granites anciens ont des plagioclases de calcité plus basse (An=35-5) que celle des granites récents (An=70-30) sauf dans le cas des granites à feldspath alcalins (An=15-0). Ces différences dans la minéralogie reflètent essentiellement une chimie des magmas différente pour les deux types de granite.

Les températures de cristallisation, basées sur les rapports Fe2+/(Mg+Fe2+) des biotites, sont de 950 -850°C pour les granites récents et de 850-750°C pour les granites anciens. Des estimés de profondeurs d'emplacement, basées sur le Al (t) des amphiboles, indiquent un niveau plus profond pour les granites anciens que pour les granites récents.

La présence d'inclusions silicatées fondues apporte un argument supplémentaire pour une origine ignée de ces granites. Ces inclusions varient en dimensions de 0.10 à 0.20 mm et sont ellipsoïdales dans les granites anciens, tandis que dans les granites récents elles varient de 0.05 à 0.15 mm et sont polygonales. Leur température d'homogénéisation est de 850-750 °C pour les granites anciens et de 950-850°C pour les granites récents.

L'or présente des valeurs plus basses (0-5 ppb) dans les granites anciens que dans les granites récents (5-15 ppb); celles les plus élevées étant dans le gabbro de Huangtongjiang avec 15 ppb. Cette distribution suggère que les granites derives de magmas basiques sont enrichis en or par rapport à ceux qui dérivent d'une source crustale peralumineuse. Il faut aussi noter que les granites anciens ont des valeurs d'or similaire à celles des sédiments précambriens.

L'évolution géotectonique suivante peut être suggérée pour les granites de Hetai:

1. Au paléozoïque inférieur des roches précambriennes sont plissées et métamorphisées et subissent une fusion partielle due à un doublement de la croûte résultant d'une collision continent-continent. Les granites peralumineaux anciens (Calédoniens et Hercyniens) sont le résultat de cette anatexie crustale. Ces granites deviennent déformés suite à l'évolution géotectonique subséquente.

2. Au Mésozoïque inférieur la subduction de la plaque océanique de Gunanhai sous le continent de Nanling a conduit à la mise en place du granite de type-I de Yunlougan.

3. Au Mésozoïque moyen-supérieur, la subduction se poursuit et les plutons de type-I d'âges Indosinien et Yanshanien inférieur se mettent en place.

4. Au Mésozoïque supérieur, l'angle de la subduction augmente, de l'extension prend place et les granites à feldspath alcalin de type Sihui (type-A ?) s'emplacent à faible profondeur.

En résumé, les granites anciens sont apparentés aux granites de type-S et résultent d'une collision continent-continent qui prend place entre le Paléozoïque inférieur et le Mésozoïque inférieur. Par contre les granites récents sont similaires aux types-I et A (?). Ils sont associés à une subduction qui débute au Mésozoïque moyen et, qui suite à une augmentation de l'angle du plan de benioff, produit une extension au Mésozoïque supérieur.