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

Résumé

La zone de cisaillement de Wulong est principalement formée de failles parallèles à pendage NNE, elle traverse différents types de roches allant de gneiss du protérozoïque inférieur à des sédiments du Mésozoïque supérieur. Cette zone présente différents types de déformations traversant plusieurs variétés de roches hôtes. Le camp aurifère de Wulong est contrôlé structurellement par la zone de cisaillement de même nom. Elle est localisée près de la ville de Dandong, au sud-est de la Province de Liaoning, Chine. Le camp aurifère comporte trois mines: les mines d'or de Wulong et Sidaogou et la mine de cuivre-or de Jielishu.

Dans la région de la mine Wulong, la zone de cisaillement s'est développée dans des gneiss archéens supérieurs. La déformation ductile est soulignée par des grains de quarts allongés, des gains de micas en forme de « poissons » et des zones de pressions. La mesure des contraintes indique que le cisaillement de la région de la mine Wulong est de type ellipsoïdal. Les mesures paléopiézométriques donnent des valeurs de contraintes différentielles variant de 81.5 MPa à 144.6 MPa dans la mine Wulong et un taux de contrainte allant de 9.428xl0"23 à 4.284xlO"21 sec"1.

Dans la mine d'or de Sidaogou, la zone de cisaillement Wulong s'est développée durant le Protérozoïque inférieur dans les grès métamorphisés du groupe Liaohe. La zonation des tectoniques n'y est pas bien développée. Les structures de déformations ductiles développées dans cette région inclus des foliations mylonitiques, des linéations de glissement, des plis, des lentilles et des boudinages intrafoliés. Les mesures de contraintes (finies) suggèrent une déformation proche de celle d'un ellipsoïde de contraintes normales. Les mesures de pression différentielle dans la région de la mine Sidaogou sont de 71.5 MPa, correspondant à un taux de contrainte de 4.026*lO'^sec"1.

Dans la région de la mine Jielishu, La zone de cisaillement Wulong traverse le groupe de marbre Liaohe datant du Protérozoïque moyen et du Protérozoïque supérieur. Les marbres mylonitiques et les lentilles sont tous deux biens développés dans cette zone de cisaillement. Les mesures des contraintes finies donnent une valeur de 1.03 au paramètre de Flinn (k). Dans l'intrusion de Sanguliu, la valeur paléopiézométriques obtenue est faible, de l'ordre de 61,1 MPa, elle correspond à un taux de contrainte de 1.449*10~23sec~\

Indépendamment des emplacements structuraux choisis dans la zone de cisaillement de Wulong, les critères de cisaillement, que ce soit à l'échelle macroscopique ou microscopique indiquent un mouvement senestre. Le calcul du bilan de masse montre que les gains et pertes de masse dépendent du type des roches hôtes et les variations suggèrent que d'intenses réactions eau/roche aient eu lieu durant la phase de migration des fluides dans la zone de cisaillement.

Les âges chronologiques donnés par les isotopes et les fossiles indiquent que l'évolution de la zone de cisaillement Wulong s'est étendue sur une longue période de temps, elle aurait débutée vers 156 Ma et était encore active vers 73 Ma.

Chaque dépôt du camp aurifère de Wulong montre des caractéristiques géologiques et minéralogiques différentes en fonction des différentes roches hôtes et des structures particulières à chacune des mines.

Le gisement aurifère de Wulong, situé dans des gneiss granitiques, est composé d'une série de filons de quartz aurifères ayant un pendage NE-E. Ces filons sont exclusivement situés dans les gneiss. La minéralisation est composée de pyrite, pyrrhotine, chalcopyrite, arsénopyrite, bismuthinite, de galène en quantité mineure, de sphalerite et d'or natif. L'or se retrouve principalement dans le quart, la bismuthinite, la pyrite et la pyrrhotine. Les analyses des éléments traces et mineurs des minéraux porteurs de l'or et, de quartz de différentes générations indiquent que le quartz formé lors du second épisode dans le dépôt de Wulong, l'ont été sous un rapport élevé Au/Ag. En général, les minéraux associés à une minéralisation aurifère ont un rapport Au/Ag élevé.

Le gisement d'or de Sidaogou se retrouve dans des métagrès. L'assemblage minéralogique retrouvé est simple. La pyrite représente 95% des sulfures et est accompagnée de chalcopyrite et pyrrhotine en faible quantité. La pyrite est le principal minerai hôte de l'or, le quartz en est le second. À la différence du dépôt de Wulong, l'or natif de la minéralisation de Sidaogou a un rapport Ag/Au élevé.

Dans la mine de Jielishu, l'or et le cuivre sont économiquement valables. Le dépôt est situé dans un marbre. Les sulfures observés dans le dépôt de Jeilishu sont : pyrite, chalcopyrite, chalcocite, malachite et en faible quantité de la sphalerite et de la galène. De l'or natif y est fréquemment observé dans la chalcopyrite et la pyrite. Le dépôt de cuivre-or de Jielishu est caractérisé par des cavités £vacuoles)_développées dans la zone minéralisée. Cette structure n'est pas observée dan les deux autres dépôts. La concentration en or a une relation directe avec la valeur de Bi dans ces dépôts.

Diverses techniques géochimiques ont été appliquées à ces trois dépôts. Les signatures des « REE » suggèrent que les minéralisations développées dans le camp aurifère de Wulong aient des sources similaires. Les isotopes de plomb indiquent que les minéraux associés à la minéralisation proviennent de la croûte supérieure. Les isotopes de souffre de la minéralisation souligne une origine probablement magmatique des sulfures (+1.55%o~+2.5%c), par contre les réactions roches/fluides contribuent à un accroissement de la quantité des sulfures minéralisés dans le dépôt de Sidaogou (environ +11.33%c). L'analyse des isotopes d'hydrogène et d'oxygène ne donnent aucune information additionnelle au sujet des fluides minéralisateurs pourtant la compilation des données montre des valeurs se situant à l'extérieur des domaines définis par les fluides «sources». Cependant, les isotopes de carbone provenant des veines de calcite suggèrent une source de carbone magmatique (-5.51%o~-1.21%o).

Les études des inclusions fluides révèlent que, dans le fluide minéralisateur, F ébullition est un phénomène omniprésent dans les dépôts aurifères de Wulong et Sidaogou. Le dépôt de Wulong montre des températures homogènes beaucoup plus élevées (T=360 °C) que celles du dépôt de Sidaogou (T=175 °C). Une seule mesure microthermométrique a été effectuée dans le dépôt de Jielishu, donnant une valeur de 108°C.

Les résultats de l'étude des inclusions fluides indiquent également que la minéralisation en or a une salinité faible de l'ordre de 2,4 % à 6.1 % poids NaCl (équivalent). Les pressions moyennes des fluides capturés sont de l'ordre de 65 MPa dans le dépôt aurifère de Wulong et de 51 MPa dans celui de Sidaogou. La composition moyenne des fluides extrait des inclusions indique que les fluides contiennent généralement du CO2, CH4, CO, N2, H2 sous forme gazeuse, Na+, K+ sous forme de cations et des anions F, Cl", SO42". Les fluides du dépôt de Sidaogou contiennent visiblement plus de Ca2+ que le dépôt de Wulong.

Une des caractéristiques omniprésentes du camp aurifère de Wulong est la relation spatiale et temporelle entre les filons aurifères de quartz et les différents dykes. Les signatures des « REE », du rapport isotopique K-Ar, des éléments traces de la minéralisation, des roches hôtes et des différents dykes suggèrent que les dykes et la minéralisation soient probablement issus du même «matériel source» ou de processus géologiques identiques, ils ont aussi des âges géologiques similaires.

En se basant sur les caractéristiques géologiques et géochimiques de ces trois dépôts aurifères, l'auteur propose que ceux-ci aient été contrôlés par la structure de la zone de cisaillement de Wulong, et que la minéralisation d'or est génétiquement reliée avec l'intrusion de Sanguliu. Une modélisation de la mise en place, de la minéralisation aurifère et de l'intrusion magmatique; et de la formation de la zone de cisaillement de Wulong est proposée.