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

Résumé

Le dépôt de sulfures de Cu, Ni de la mine Lorraine est associé au contact entre un gabbro syn-volcanique et des laves mafiques tholéitiques de la bande de Lac du Bois. Cette dernière est située dans la ceinture verte d'Angliers-Belleterre au sud de la province du Supérieur du Québec.

La lentille de sulfures est en grande partie englobée dans des laves mafiques et jalonne une zone de cisaillement subparallèle à la foliation régionale. Cette lentille exhibe une zonalité à travers le dépôt, caractérisée par une zone centrale massive à pentlandite et pyrrhotite, et une auréole de sulfures disséminés essentiellement cuprifères.

L'étude pétrographique du minerai montre des évidences de la déformation (extinction ondulante, macles de déformations polysynthétiques, textures granoblastiques de pyrrhotite et chalcopyrite ainsi que la foliation dans les sulfures). La chalcopyrite est infiltrée dans les fractures de pyrrhotite, magnetite, pyrite et minéraux silicates. Sachant que la chalcopyrite est plus ductile relative aux autres phases minérales, sa mobilité peut expliquer la zonatité observée dans le minerai. Dans ce sens, la déformation de la lentille de sulfures massifs produit une migration de la chalcopyrite du minerai massif vers les zones de basse pression (fractures) par transfert de masse à l'état solide. Par conséquent, la chalcopyrite remobilisée constituera le minerai disséminé en bordure du dépôt, et les zones du minerai originel deviennent massives, enrichies en pyrrhotite et pentlandite. D'autres part, les sulfures disséminés sont riches en Cu, Au, Ag et Zn alors que les sulfures massifs sont riches en Ni et Co. Cette zonalité géochimique reflète la zonalité de la chalcopyrite, pyrrhotite et pentlandite décrite précédemment.

Les sulfures massifs et disséminés ont un contenu très bas en Os, Ir, Ru et Rh avec des patrons d'EGP extrêmement fractionnés (Pd/Ir >1000) semblable aux types généralement associés aux sulfures riches en Cu. Ces patrons d'EGP sont similaires à ceux des veines riches en Cu de la mine de Levack West à Sudbury. Cependant, contrairement à ce qu'on observe dans la littérature, les sulfures massifs de la mine Lorraine sont pauvres en Cu avec des patrons d'EGP fractionnés. Ces EGP ne montrent pas de distribution systématique dans les sulfures de même pour le Pd et le Cu qui ne sont corrélés entre eux.

Les bismutho-téllurures riches en Pd et Pt sont les seules phases minérales du groupe du platine qui ont été identifiées. Ces dernières ont été observées exclusivement dans la pyrrhotite du minerai massif. Toutefois, la présence de ces bismutho-téllurures peut expliquer la distribution irrégulière du Pd et Pt car ces minéraux précipitent à basse température et leur presence peut refléter la redistribution locale des métaux nobles par les fluides de basse température.

Le modèle général de formation des sulfures de la mine Lorraine nécessite trois étapes: d'abord, a) la mise en place du dépôt de sulfures de la mine Lorraine appauvrit en Os-Ir-Ru-Rh, ensuite b) une déformation de la lentille de sulfures qui produit l'expulsion de la chalcopyrite à partir du minerai massif central riche en pyrrhotite et pentlandite vers la bordure du dépôt pour former les sulfures disséminés, et enfin c) une redistribution locale du Pd et Pt par les fluides de basse température. Deux hypothèses sont a considérer lors de la première étape - formation du dépôt de sulfures de Cu-Ni appauvrit en Os-Ir-Ru-Rh - par le fractionnement du liquide de sulfures magmatique ou bien un dépôt de type hydrothermal. Dans les deux cas l'existence d'un cumulât de sulfures riches en Os-Ir-Ru-Rh est possible dans la région.