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

Résumé

Les gisements d'or disséminé encaissés dans des sédiments (GODES) au sud-ouest de la province de Ghizhou, en Chine, sont situés près de la limite enfouie du craton du Yangtsé. Bien que l'on ait effectué certaines recherches sur les caractéristiques géologiques et géochimiques de ces gisements, la plupart de ces recherches ne s'appuient que sur des bases de données limitées. La question de l'origine de l'or dans ces gisements, de même que celle du rapport entre l'or et la matière organique, n'ont pas de réponses claires. En conséquence, le rôle de la matière organique et l'origine de l'or dans les processus de minéralisation associés aux GODES sont les principaux objectifs de l'étude.

L'étude se limite aux gisements de Lannigou, de Getang et de Zimudang. Ces gisements sont encaissés dans des roches provenant de milieux sédimentaires distincts. Ils se sont formés à basse température (120-240 °C) à partir de solutions à salinité faible, avec un niveau d'acidité allant de faible à neutre, dans un environnement réducteur. Dans l'analyse des minerais et roches encaissantes, on trouve que les éléments à haute énergie (high field strength elements), tels que Nb, Ta, Zr et Hf, étaient immobiles durant l'altération hydro thermale. Toutefois, les éléments de terres rares, eux, étaient mobiles lors de cette altération, au cours de laquelle il y a eu appauvrissement des terres rares légères et enrichissement des terres rares lourdes. On a observé une différenciation dans la concentration des éléments du groupe des platinoïdes: les minerais sont relativement enrichis en Pd et Pt, ce qui est en harmonie avec la solubilité relativement plus élevée de ces deux éléments. Mais les ratios Pd/Ir dans les minerais sont plus bas que ceux des roches ultramafiques et des basaltes d'Emeishan. Les diagrammes des platinoïdes suggèrent que les intrusions ultramafiques ne sont pas la source principale de la minéralisation de l'or dans les GODES. Il est fort probable que l'or de ces gisements provienne de diverses sources, incluant les roches encaissantes, les formations sous-jacentes dans la croûte, et les roches basaltiques riches en or, très répandues.

Dans le sud-ouest de la province de Ghizhou, les GODES sont généralement encaissés dans les mêmes charnières de pli, contenant souvent une accumulation remarquable d'hydrocarbures, ce qui est courant dans les GODES. Les inclusions fluides organiques dans les minerais sont constituées d'hydrocarbures légers, de pétrole brut et de pyrobitume. Le contenu total de carbone organique dans les minerais et les roches encaissantes est généralement moins de 1%. La réflectance de la vitrinite et du pyrobitume dans les minerais et roches encaissantes varie de 1,5 à 4,5, se situant le plus souvent dans l'intervalle 2-3. La réflectance de la vitrinite et du pyrobitume dans les minerais est généralement supérieure à celle des roches encaissantes pour le gisement de Lannigou. La paléo-température maximale estimée par la réflectance de la vitrinite du gisement de Lannigou est équivalente ou légèrement inférieure à la température d'homogénéisation des inclusions fluides dans les minerais, ce qui est en accord avec l'impact hydrothermal observé sur la matière organique dans les roches encaissantes altérées. Par ailleurs, les paléo-températures maximales estimées par la réflectance de la vitrinite des gisements de Getang et de Zimudang sont supérieures aux températures d'homogénéisation des inclusions fluides dans les minerais. Ces résultats sont en accord avec le gradient paléo-thermal élevé de la région étudiée, et ils impliquent que la génération du pétrole est antérieure à la minéralisation de l'or. Cette étude a confirmé qu'il n'y a pas de corrélation entre les composantes organiques et la concentration en or dans les minerais. Cependant, il est intéressant de noter qu'il y a une corrélation positive entre les valeurs de S2 (un paramètre de l'analyse Rock-Eval), de Au et de As dans les minerais du gisement de Lannigou. La maturation et la migration de la matière organique sont mises en évidence dans le diagramme opposant TOC (carbone organique total) et HCI. À partir de la relation de recoupage du bitume et des veines de quartz, la migration du bitume devrait vraisemblablement avoir eu lieu avant la minéralisation de l'or. Toutefois, il n'est pas exclu que certains hydrocarbures aient été introduits par le biais du fluide minéralisateur.

De plus, l'analyse de groupe de la composante organique des minerais et roches encaissantes, extraite par dichlorométhane, montre que le degré de maturation des minerais est légèrement supérieur à celui des roches encaissantes. Toutefois, la composition des alcanes, "steranes" et terpènes de ces minerais qui sont utilisés comme biomarqueurs, est à peu près similaire entre les minerais, ce qui suggère une source commune de la matière organique dans les minerais d'une part, et celle dans les roches encaissantes d'autre part. Étant donné que la maturation des hydrocarbures s'est produite antérieurement à la minéralisation des GODES, il est possible que les hydrocarbures dans les parties anticlinales et leur dissolution dans les saumures de champs pétrolifères puissent avoir été un facteur favorisant la migration de l'or. Toutefois, ceci n'a pas pu être vérifié parce qu'en dehors de la portée de cette étude. Les résultats de la présente étude, de même que ceux d'autres études, montrent que, dans le cadre de systèmes où la pyrite aurifère, la lignite et le pétrole coexistent, la solubilité de l'or dans le pétrole brut peut atteindre le niveau des ppm. La solubilité de l'or à basses températures (80 °C) est assez élevée (710 ppb), en fait beaucoup plus élevée que pour les solutions inorganiques (10 ppb). Ces données suggèrent que les hydrocarbures dans des solutions hydrothermales ont probablement contribué à la migration de l'or, ce qui devrait faire l'objet de futures recherches.

Finalement, il est presque certain que la matière organique a contribué significativement à la préconcentration de l'or dans les roches encaissantes. Toutefois, son rôle dans la génération primaire et secondaire du pétrole brut, de même que sa migration, serait antérieur à la minéralisation dans la plupart des GODES. Donc, le pétrole brut ne fut vraisemblablement pas un facteur potentiel dans le transport de l'or. La présence d'hydrocarbures dans le système, par ailleurs, a clairement contribué à la minéralisation de l'or par le biais d'une réduction thermale des sulfates. Le pétrole brut colloïdal, de même que les hydrocarbures et acides organiques en solution, auraient grandement augmenté la solubilité de l'or sous forme de complexes organiques ou auraient protégé les colloïdes d'or en solution. En plus des complexes bisulfures d'or, l'or sous forme colloïdale en solution a vraisemblablement joué un rôle important dans le lessivage et le transport de l'or, spécialement dans le cas des GODES qui présentent des signes de l'implication d'hydrocarbures dans le processus. Les réactions dans l'interface minéral-eau, incluant l'absorption par réduction et la complexation de surface, où la sursaturation en or n'est pas une condition préalable, sont également des processus importants contribuant à la création de dépôts d'or.

En conclusion, la matière organique a été une composante active dans les GODES sujets de cette étude. Ce facteur a contribué au processus de réduction thermale des sulfates, et ainsi, à la pyritisation. Les hydrocarbures en solution peuvent avoir augmenté le potentiel des solutions hydrothermales au transport de l'or. Les hydrocarbures ont été principalement dérivés des roches encaissantes, alors que l'or serait provenu de sources diverses, incluant des roches encaissantes, des roches sous-jacentes dans la croûte, des roches basaltiques et probablement des roches ultramafiques. Nos données suggèrent que les GODES au sud-ouest de Ghizhou sont probablement d'origine amagmatique, ce qui s'appuie sur l'absence totale de roches intrusives ignées dans le voisinage de ces gisements, sur le très faible grade métamorphique des roches de croûte et le l'absence d'événements métamorphiques dans l'intervalle de temps de la minéralisation des GODES, et sur la superposition d'époque de la minéralisation et de l'extension régionale.