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

Résumé

Les chromitites sont présentes dans deux contextes géologiques: soit en contexte océanique (chromitites d’ophiolites) soit dans un contexte continental (chromitites d’intrusions litées). L’objectif de cette étude est d’étudier les chromitites d’intrusions litées. Dans ces intrusions litées, de fortes teneurs en ÉGP (Éléments du Groupe du Platine : Os, Ir, Ru, Rh, Pt et Pd) sont associées aux horizons de chromitites ce qui porte à croire que la chromite joue un rôle très important dans la concentration des ÉGP en général, et de l’Os, de l’Ir et du Ru en particulier (I-ÉGP = ÉGP du groupe de l’Ir). Ces I-ÉGP sont présents sous la forme de MGP (Minéraux du Groupe du Platine: principalement la laurite [Ru, Os] S2) généralement inclus dans les chromites. Différents modèles ont été proposés pour expliquer l’enrichissement en I-ÉGP des chromitites: 1) les laurites co-cristallisent avec les chromites; 2) les laurites sont formées par la désulfurisation des sulfures et la remobilisation du Pd et du Pt par les liquides tardi à post-magmatiques et; 3) les laurites sont formées par diffusion des I-ÉGP des chromites vers les sulfures de métaux communs transformant ces derniers en laurites. Afin d’étudier l’enrichissement en I-ÉGP des chromitites du Complexe de Stillwater, les sulfures interstitiels de 5 échantillons ont été caractérisés au MEB dans le but de vérifier la présence d’ÉGP dans la composition des sulfures de métaux communs ou bien sous forme de MGP associés à ces sulfures. Ces observations ont permis de mettre en évidence la présence de MGP composés principalement de Pd, Pt et Rh, en inclusion dans les sulfures. Les phases enrichies en I-ÉGP sont, quant à elles, principalement présentes en inclusion dans les chromites et, dans de rares cas, en inclusions dans les sulfures interstitiels aux chromites. Les assemblages de sulfures interstitiels observés sont principalement composés de pentlandites (Pn) suivis en abondance par les heazlewoodites (Hz), puis par les millérites (Mill) et plus rarement par les chalcopyrites (Ccp). La présence d’exsolutions de Hz et de Mill ou de Ccp dans les Pn met en évidence l’altération subie par ces sulfures. De plus, l’étude des compositions chimiques des sulfures montre la perte de Fe et de S. Nous proposons que les ÉGP se sont enrichis dans les sulfures de métaux communs pendant la phase magmatique de la formation du Complexe de Stillwater tandis que les processus post-magmatiques, tels que le métamorphisme au faciès des schistes verts subi par le complexe, ont provoqué la désulfurisation des sulfures et la concentration des ÉGP sous la forme de MGP. La présence d’I-ÉGP contenus dans les MGP en inclusions dans les chromites des chromitites des larges intrusions litées nous permettra d’utiliser le système isotopique Re-Os. En effet, la particularité de ce couple réside dans le comportement compatible de l’Os et incompatible du Re. Le rapport élémentaire Re/Os subira donc un fort fractionnement lors de la formation des magmas, d’où la production de rapports isotopiques radiogéniques par rapport au manteau selon la loi de désintégration radioactive. Ainsi le système isotopique Re-Os est un outil puissant pour le traçage de matériaux crustaux. Un total de 150 laurites provenant de 30 échantillons ont été analysées pour les compositions isotopiques d’Os. Les ɣOs obtenus sont variables allant de sub-chondritique à supra-chondritique, et sont étonnamment variables à l’échelle de la lame mince (ɣOs = -2 à 7). Cette observation implique que malgré leur forme automorphe, les laurites ne sont plus à l’équilibre entre elles, ce qui soulève la question de la représentativité des ɣOs obtenus à partir des concentrés de chromites ou à partir des analyses sur roches totales. Les variations enregistrées lors des analyses in situ suggèrent le mélange de deux composants. Le premier est chondritique à sub-chondritique et implique une source dérivée du manteau. Le second est supra-chondritique et implique une composante crustale. Afin d’expliquer les variations observées, nous proposons que les laurites sont les produits de la transformation des sulfures de métaux communs suite à la diffusion des IÉGP, initialement dans les chromites, vers les sulfures. Ainsi, les ɣOs sub-chondritiques reflètent une signature dérivée des chromites tandis que les ɣOs supra-chondritiques représentent la signature des sulfures.