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

Résumé

Les carbonatites sont reconnues pour leur pétrogenèse énigmatique, mais aussi pour leurs minéralisations économiques en P, Nb, Ta et les éléments de terres rares. La carbonatite de Saint-Honoré est l’une des trois exploitations majeures de niobium, mais la seule à l’extraire d’une carbonatite cristalline, c’est-à-dire non latéritisée. Plusieurs minéraux porteurs de Nb ont été identifiés dans la carbonatite de Saint-Honoré, mais seulement deux minéraux sont abondants: le fluorcalciopyrochlore [(Ca,Na)2(Nb,Ti)2O6(O,OH,F)] (pcl) et la columbite-(Fe) [(Fe,Mn)(Nb,Ti)2O6] (clb). La proportion de columbite-(Fe) est moins abondante dans la partie supérieure de la carbonatite, mais augmente graduellement en profondeur et vers le nord. L’exploitation se faisant de plus en plus profondément, sa proportion est désormais de 35% et sa présence influence la récupération du Nb lors du traitement métallurgique. De plus, deux modèles s’affrontent pour la genèse de la columbite-(Fe) : magmatique et hydrothermale. L’étude des minéraux a montré que la columbite-(Fe) est un produit d’altération du pyrochlore. L’altération se caractérise par un lessivage des éléments du site A (p.ex. Ca, Sr, Na, et ETR) et du fluor du site Y du pyrochlore. Le Fe et le Mn remplacent ainsi les vides laissés au site A. La pétrographie au microscope polarisant et à la cathodoluminescence montre effectivement des inclusions de calcite et de fluorite à l’intérieur de la columbite-(Fe), suggérant que les éléments lessivés sont rapidement recristallisés. Le microscope électronique à balayage a permis d’identifier des grains de pyrochlore en processus d’altération, confirmant ainsi la columbitisation. La stoechiométrie du site A des pyrochlores montre une altération d’origine hydrothermale. Les données en LA-ICP-MS révèlent un enrichissement en Cl et en ETR lourdes dans les columbites-(Fe) appuyant l’idée d’un fluide hydrothermal riche en ETR lourdes. De plus, l’enrichissement en Cl pourrait expliquer la présence de chlorures dans la carbonatite. Il est notamment suggéré que le Na lessivé du pyrochlore, couplé au Cl provenant du fluide hydrothermal, contribue à la formation de halite. En effet, des grains de halite de moins de 10 μm ont été observés dans les cavités de pyrochlores faiblement altérés. Autrement, la halite s’observe en remplissage de fractures jusqu’à quelques centimètres d’épais par endroits. La libération du sodium contribue probablement à la fénitisation des encaissants. Finalement, les relations minéralogiques ont permis de cerner une association intrinsèque entre la columbite-(Fe) et une apatite orangée. Les observations supposent que cette apatite est d’origine hydrothermale. Elle pourrait ainsi servir de traceur géologique pour différencier les lentilles dominées par le pyrochlore ou la columbite-(Fe).