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

Résumé

Ce projet de doctorat, issu d'une collaboration entre le CERM de l'UQAC et Mines Agnico-Eagle Ltée, porte sur le dépôt aurifère de la mine Lapa (2,82 Mt @ 7,43 g/t Au). L'objectif principal du projet est l'établissement des processus responsables de la mise en place de minéralisations aurifères directement localisées au sein de la Zone de Faille de Cadillac-Larder Lake (ZFCLL), ceci en définissant les relations et la chronologie entre les événements de déformation, de métamorphisme et d'hydrothermalisme. Les zones minéralisées du gisement Lapa sont encaissées principalement par les roches volcaniques trafiques et ultramafiques du Groupe de Piché, une unité spatialement associée à la ZFCLL. Les valeurs aurifères sont associées à: 1) de fines disséminations d'arsénopyrite-pyrrhotite ± pyrite; et 2) de l'or libre disséminé à l'intérieur et aux épontes de veinules de quartz ± dolomite, calcite. La signature métallique de la minéralisation montre une forte corrélation entre les teneurs en or, en arsenic et en antimoine.

Le gisement Lapa possède plusieurs caractéristiques compatibles avec les gisements aurifères orogéniques, incluant: 1) son association avec une zone de faille; 2) une faible quantité de sulfures; 3) une abondance de veinules de quartz; et 4) sa forte étendue verticale. Toutefois, le gisement lapa diffère des gîtes orogéniques conventionels par le fait qu'il est directement encaissé par une zone de faille majeure ou de premier ordre. De plus, la relation spatiale entre les roches volcaniques mafiques-ultramafiques, les intrusions felsiques et les zones aurifères apporte des questionnements sur le contrôle exercé par ces lithologies sur la minéralisation. Les roches hôtes des zones minéralisées sont fortement déformées et métamorphisées à la transition des faciès schistes verts et amphibolites. La zone principale, nommée zone Contact, est localisée au contact entre les grauwackes du Groupe de Cadillac et les schistes ultramafiques du Groupe de Piché. Ce contact est caractérisé par la présence de plis d'entraînement décimétriques en «Z». La zone Contact montre une géométrie particulière de forme hélicoïdale se caractérisant par un panneau supérieur de direction ESE passant progressivement par torsion à un panneau inférieur ENE. Les zones aurifères les plus riches se retrouvent au centre de l'hélicoïde.

Les analyses réalisées à l'aide d'un spectromètre de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS) couplé à un laser (LA) ont démontrées la présence d'or submicroscopique dans la structure cristalline des arsénopyrites. Les observations en images d'électrons rétrodiffusés (images BSE) et les analyses à la microsonde électronique montrent que plusieurs arsénopyrites sont zonées et caractérisées par un halo enrichi en arsenic. Ceci démontre que les arsénopyrites ont été déstabilisées au cours d'un épisode tardif de nature métamorphique et/ou hydrothermale. Cet événement est interprété comme étant responsable de la mobilisation de l'or contenu dans l'arsénopyrite pour former l'or libre localisé à l'intérieur et aux épontes des veinules de quartz ± dolomite, calcite.

Plusieurs changements quant à la géométrie et la composition du dépôt apparaissent avec la profondeur. Ceux-ci incluent: 1) changement de la relation angulaire entre So et Si; 2) atténuation des plis d'entraînement le long du contact Cadillac-Piché; 3) changement dans la plongée des zones minéralisées; 4) changement de direction de la zone Contact; 5) atténuation progressive de l'association Au-Sb, et 6) apparition des amphiboles (hornblendes rétrogradées en actinote).

Les différentes relations texturales et minéralogiques définies par l'observation des roches hôtes des zones aurifères révèlent l'interaction entre plusieurs événements: i) trois incréments de déformation (Di, D2 et D3); ii) trois épisodes métamorphiques (Mi, M2 et M3), et iii) deux épisodes de minéralisation aurifère. Les relations de chronologie relative démontrent que le premier épisode aurifère correspondant à des arsénopyrites disséminées contenant de l'or submicroscopique, est syn- à tardi-Di et pré-pic de métamorphisme prograde M2. Le deuxième épisode aurifère consiste en la remobilisation et la précipitation de l'or libre avec la pyrrhotite et/ou les minéraux riches en Sb. Cet épisode de remobilisation est progressif s'amorçant pendant le pic du métamorpisme M2 et continuant pendant l'événement de métamorphisme rétrograde M3.

L'altération hydrothermale au gisement Lapa est surtout dominée par des apports en potassium et en silice. L'altération potassique consiste en une intense biotitisation aux épontes des veinules de quartz ± dolomite, calcite. La biotitisation est associée spatialement aux fines disséminations d'arsénopyrites aurifères. Les relations minéralogiques et les calculs de bilan de masse démontrent que la biotite associée à l'altération potassique a été oblitérée par la formation de porphyroblastes de hornblende reliés au pic métamorphique M2, dans la partie inférieure du gisement (< 1 km de profondeur). L'assemblage métamorphique M2 à hornblende-oligoclase est remplacé par l'assemblage métamorphique rétrograde M3 à actinote-albite. L'effet du métamorphisme rétrograde M3 est également appuyé par le remplacement des feldspaths par la muscovite dans les intrusions felsiques et la présence de biotite chloritisée. Les relations de déséquilibre minéralogique associées au métamorphisme rétrograde M3 sont surtout observées au sein des roches encaissantes proximales à la minéralisation.

La mise en place de minéralisations aurifères au sein d'une zone de faille majeure semble avoir été favorisée par la formation de conduits hydrothermaux préférentiels permettant une focalisation optimale des fluides hydro thermaux. Ces conduits ont été formés par le contraste de compétence entre des lambeaux plus compétents et le schiste ultramafique moins compétent, et les zones de dilatation reliées aux plis d'entraînement le long du contact Cadillac-Piché. De plus, le développement de la forme hélicoïde pendant le décrochement D2 semble avoir été propice à la remobilisation de l'or en réactivant les conduits pour les fluides hydro thermaux.

L'étude du gisement Lapa démontre que la ZFCLL peut contenir des minéralisations économiques dans le camp de Cadillac. Les différents événements de déformation et de métamorphisme sont responsables de la remobilisation qui rend économique le gisement. Les signes de réactivation le long de la faille, tels que les plis d'entraînement, l'association Au-Sb se superposant à une association Au-As et les évidences de métamorphisme rétrograde le long de possibles conduits hydrothermaux, sont des éléments jugés significatifs pour l'exploration de ce type de gisement aurifère.