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

Résumé

Les gîtes minéraux de type sulfures massifs volcanogènes (SMV) sont des dépôts sulfurés polymétalliques hydrothermaux formés en environnement sous-marin depuis l’Archéen jusqu’à aujourd’hui. Certains de ces SMV sont enrichis en métaux précieux (p. ex : Au et Ag). Cet enrichissement en Au et en Ag, très variable d’un gisement à l’autre, est moins bien compris car il fait intervenir des processus agissant à différentes échelles (district, gisement, lentille) et à des degrés d’implication différents, durant et après l’activité hydrothermale. La ceinture de roches vertes archéennes de l’Abitibi, au Québec et en Ontario, est connue pour abriter un bon nombre de ces gisements particulièrement enrichis en Au. En plus de permettre le développement de modèles génétiques améliorés, une meilleure connaissance de ces gisements permet également l’amélioration des guides d’exploration. Cette étude se concentre sur le gîte B26, lequel est détenu à 100% par la compagnie SOQUEM. Le gîte B26 se situe dans la portion nord-ouest de la Sous-province de l’Abitibi, au sein du Complexe volcanique de Brouillan. Les ressources sont estimées à 11,4 Mt à une teneur moyenne de 1,52% Cu, 1,19% Zn, 0,78 g/t Au, et 30 g/t Ag, ce qui fait du gite B26 un dépôt relativement similaire aux autres gisements de même type en Abitibi. Cependant, le gîte B26 est caractérisé par un enrichissement considérable en Au et en Ag dans des secteurs spécifiques, montrant un fort découplage entre les zones à Cu-Au et à Zn-Pb-Ag. Sa proximité avec le Pluton synvolcanique de Brouillan et le gisement de classe mondiale Selbaie, interprété comme étant de nature épithermale, en font un cas d’étude pertinent pour mieux comprendre les contrôles sur l’enrichissement et la distribution des métaux précieux dans les gîtes de type SMV archéens. Ce projet de maîtrise vise donc à déterminer les principaux facteurs primaires et/ou secondaires exerçant un contrôle sur la distribution et la géométrie des zones minéralisées enrichies en métaux précieux du gîte B26. Plus spécifiquement, le gîte B26 est caractérisé par une partie inférieure discordante à la stratigraphie composée de veines de chalcopyrite (i.e., Zone à cuivre) enrichies en Au (i.e., ~1 ppm en moyenne et jusqu’à 55 ppm). La Zone à cuivre est surmontée par des minéralisations concordantes composées de sulfures massifs à disséminés et en veinules, dominées par un assemblage de sphalérite-pyrite-galène enrichi en Ag (i.e., Zone à zinc principale : ~100 ppm Ag en moyenne et jusqu’à 800 ppm; et Zone à zinc supérieure : ~138 ppm Ag en moyenne et jusqu’à 2000 ppm). Les roches volcaniques hôtes du gîte B26, ainsi que les zones minéralisées, ont subi un fort raccourcissement N-S lors de l’épisode principal de déformation régionale marqué par une schistosité principale (Sp) à pendage abrupt vers le sud à subverticale (i.e., 87°S) de direction E-O et par une linéation d’étirement (Lp) plongeant à 65° vers le SO. Le gîte B26 est encaissé dans une séquence de roches volcaniques et intrusives qui a été basculée lors de la déformation et dont le sommet est maintenant vers le sud. La séquence volcanique est informellement divisée en un membre inférieur, à la base, composé d’unités andésitiques intercalées de dômes dacitiques, et un membre supérieur, situé stratigraphiquement au-dessus (i.e, au sud). Le membre supérieur est composé principalement de trois unités rhyolitiques (i.e., rhyolite A, rhyolite B, et rhyolite C) d’affinité magmatique calco-alcalines (type FII). Ces rhyolites forment des filons-couches, dômes et/ou coulées (facies massifs et volcanoclastiques associés) mis en place à environ 2728 Ma, un âge contemporain au Pluton de Brouillan et à la rhyolite encaissant le gisement Selbaie. La rhyolite A et une partie de la rhyolite B encaissent les zones minéralisées de B26 et sont donc contemporaines au développement de la période fertile du système hydrothermal. La rhyolite C, située au sommet de l’édifice, marque la fin du volcanisme felsique, et la déposition de roches sédimentaires et de filons-couches et coulées andésitiques, coïncidant probablement avec la phase de déclin du système hydrothermal. Les roches de l’éponte inférieure du gîte sont affectées par un large et intense halo d’altération sub-concordant divisé en deux assemblages d’altération principaux (i.e., séricite-chlorite et séricite-quartz-pyrite). L’assemblage à séricite-chlorite, associé à la Zone à cuivre, est caractérisé par des pertes en Na2O, K2O, et en éléments des terres-rares (ETR) légers et des gains en Fe2O3 et MgO. Les roches de l’éponte supérieure sont caractérisées par une altération de très faible intensité dominée par le quartz, le feldspath-k (proximal), et l’albite (distal), avec toutefois localement dans les niveaux une altération d’intensité modérée à séricite-(chlorite)-albite-carbonate. Une altération en carbonates riches en Fe-Mn-(Mg) se retrouve dans la gangue des minéralisations sulfurées ainsi que plus largement dans l’éponte supérieure sous forme de veines, brèches, et zones de remplacement. L’or se retrouve sous forme native et d’électrum riche en Au, et est directement associé à d’autres éléments tels le Cu, Bi, Se, et Sn dans la Zone à cuivre (i.e., chalcopyrite, bismuth natif, bismuthinite, laitakarite, ikunolite, stannite, et cassitérite). L’argent est quant à lui incorporé dans plusieurs minéraux (i.e., freibergite, argent natif, allargentum, pyrargyrite, et acanthite) aux sein des zones à zinc principale et supérieure. Ainsi, bien que l’empilement volcanique qui encaisse le gîte B26 ait été basculé vers le sud et déformé (i.e., aplatissement, étirement, et transposition dans Sp), la reconstitution de l’architecture volcanique et hydrothermale du gîte a permis de conclure que les caractéristiques primaires ont été partiellement préservées. La géométrie d’ensemble du système minéralisé, comprenant des filonnets de chalcopyrite enrichis en Au (i.e., Zone à cuivre) associés à un halo de séricite-chlorite sub-concordant à légèrement discordant, situés sous les zones minéralisées concordantes dominées par l’assemblage sphalérite-pyrite-galène enrichi en Ag (i.e., Zones à zinc principale et supérieure), est typique de certains gisements de SMV archéens et plus jeunes. Par conséquent, l’association minéralogique et spatiale des métaux précieux avec les zones sulfurées permettent de suggérer une introduction synvolcanique de l’Au et de l’Ag dans le système. L’étude détaillée des minéralisations (i.e., minéralogie, géochimie des éléments traces, distribution spatiale des zonations métalliques, chimie des pyrites) a permis de documenter les facteurs impliqués dans la distribution et l’enrichissement des métaux précieux. L’or a probablement été transporté sous forme de chloro-complexe (AuCl2-) à haute température (325-375°C), alors que l’Ag à probablement plutôt été transporté sous forme de thio-complexe ((Ag(HS)2-) à basse température (< 275°C) dans des fluides plutôt oxydants ayant un faible rapport ΣBi/ΣSb. Bien qu’aucune évidence d’ébullition n’ait été répertoriée, le fort découplage des métaux (Au-Cu vs Zn-Pb-Ag) et l’important gradient vertical de la minéralisation à Cu laissent suggérer un mode de précipitation largement contrôlé par la courbe d’ébullition de l’eau de mer. La signature en éléments d’affinité magmatique (p. ex. : Bi, Se, Sn) dans la Zone à cuivre, l’étroite association minéralogique Au-Bi, l’absence de roches sédimentaires dans les roches lessivées, ainsi que l’association spatiale et temporelle avec le Pluton synvolcanique de Brouillan et le gisement de style épithermal de Selbaie, sont autant d’éléments en faveur d’une contribution magmatique dans le système hydrothermal. Bien que l’introduction des métaux précieux soit synvolcanique, les différentes textures diagnostiques de remobilisation mécanique et chimique documentées, ainsi que la distribution spatiale des métaux, souligne l’action de la déformation et du métamorphisme sur la distribution de l’Au et de l’Ag. Dans la Zone à cuivre, l’Au est remobilisé (échelle locale) le long de corridors étroits parallèles à la linéation d’étirement principale. L’argent est également remobilisé (cm à m), notamment par des processus chimiques ( p. ex. : solubilisation). Cela entraine une recristallisation des phases argentifères participant à l’augmentation considérable des teneurs en Ag dans certains types de minéralisation (i.e., veines de percement polymétalliques, microveinules argentifères). Enfin, ce projet a permis de raffiner les modèles génétiques pour les SMV riches en métaux précieux, et de générer des guides d’exploration applicables notamment pour l’exploration dans le complexe de volcanique de Brouillan.