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

Résumé

La Faille de Cadillac (FdC) est une structure crustale archéenne située dans la Sous-province d'Abitibi à laquelle sont associés de nombreux gisements aurifères orogéniques. La FdC s'étend sur 250 km avec une attitude Est-Ouest et un pendage subvertical. Malgré un siècle d'exploration et de nombreuses études, l'évolution structurale et l'origine de la FdC ne sont pas encore clairement établies. Cette problématique est principalement associée à la variation du contexte géologique, des caractéristiques géométriques et des styles structuraux associés à la faille. Sa partie Ouest pend globalement vers le Sud et est contenue dans la Sous-province d'Abitibi, formée de roches volcaniques et sédimentaires, tandis que dans sa portion Est la faille définie la limite entre avec la Sous-province de Pontiac, dominée par les roches sédimentaires et intrusives. Par ailleurs, la FdC contient un ensemble de roches volcaniques qui ne sont pas observées dans sa portion Ouest. Malgré la présence de plusieurs gisements à l'intérieur, les caractéristiques de cet assemblage et ses relations avec le reste de la Sous-province d'Abitibi sont peu documentées. Parallèlement, les gisements associés à la FdC sont distribués en amas à proximité de la faille. Plusieurs études ont illustré que cette distribution spatiale reflète la génération de zones de dommages durant l'activité sismique des failles qui favorisent le passage des fluides minéralisateurs. La FdC a fait l'objet de d'études préliminaires de modélisation sismique afin de prédire la localisation de ces zones de dommages. Cette modélisation de l'activité sismique peut être améliorée en intégrant la connaissance de l'environnement géologique et l'évolution structurale de la FdC. Le but de cette étude est de proposer un modèle sismique basé sur la synthèse structurale de la FdC et de la caractérisation du Groupe de Piché. De cet but découle 3 objectifs successifs : 1) déterminer les styles structuraux associés à la FdC et en déduire son évolution structurale, 2) caractériser le Groupe de Piché et son implication dans l'évolution de la FdC, et 3) tester l'influence de paramètres géologiques issus des deux premiers volets dans la prédiction de zones favorables à la circulation hydrothermale durant l'activité sismique de la Faille de Cadillac. Les résultats de la première phase du projet suggèrent que la Faille de Cadillac a enregistré au moins 3 événements majeurs de déformation ductile, débutant par un raccourcissement N-S, suivi d’un mouvement en extension associé au soulèvement de la Sous-province de Pontiac et suivi d’un décrochement dextre final associé à un raccourcissement NO-SE. Les résultats démontrent que la Faille de Cadillac est divisée en segment de 30-50 km avec des styles structuraux différents exprimant de façon variée l’histoire de la déformation. Ces segments sont définis par des variations géométriques de la faille ou séparés par des failles secondaires. Ils sont interprétés comme un héritage de structures précoces qui se sont développées puis liées durant l’évolution de la déformation. La caractérisation du Groupe de Piché a permis d’illustrer qu’il s’agit d’un ensemble d’écailles dominées par les roches volcaniques ultramafiques à intermédiaires. Chaque écaille est définie par des caractéristiques lithologiques et géométriques propres et a subi peu de dislocation interne. Les associations de lithologies, combinées avec les âges disponibles et les affinités magmatiques suggèrent que ces écailles sont toutes issues de différents niveaux stratigraphiques des groupes de Malartic et Louvicourt, situés au Nord- Est de la Faille de Cadillac. L’introduction des écailles a eu lieu avant la déformation ductile et imite la segmentation structurale de la Faille de Cadillac. Ces écailles sont interprétées comme ayant eu un rôle important dans le développement de la faille en focalisant la déformation sur les parties ultramafiques compétentes du Groupe de Piché qui ont subi une altération hydrothermale précoce. Les deux premières phases du projet ont établi le cadre de la modélisation sismique, notamment en validant l’hypothèse de la segmentation de la Faille de Cadillac, mais également en établissant son évolution structurale. Le modèle testé dans le dernier volet du projet simule la rupture en décrochement dextre de la Faille de Cadillac. En intégrant le bâti structural, la foliation régionale et l’activation de failles de second ordre, le modèle génère des zones de dommage qui corrèlent avec succès la distribution des gisements aurifères connus, tout en permettant de justifier l’absence de gisements dans certains secteurs au pourtour de la Faille. Cette modélisation, en utilisant les connaissances géologiques actuelles de la Faille de Cadillac, offre des prédictions précises et ouvre de nouvelles perspectives pour l’exploration des gisements orogéniques. Le présent projet a fourni une vision synthétique de la FdC, une caractérisation d’ensemble du Groupe du Piché et une modélisation réaliste des zones de dommage en lien avec les minéralisations aurifères orogéniques. Ces avancées sont à la fois d’ampleur locale et régionale et peuvent s’appliquer à l’exploration, tout en présentant également un aspect académique. Les trois volets du projet constituent une base ouvrant de nouvelles perspectives de recherche pour l’évolution des failles archéennes et leurs origines, ainsi que pour la modélisation sismique appliquée à l’exploration.