The Bearpaw formation consists of marine shales with some non-marine beds which outcrop over a large part of southern Saskatchewan, parts of southern Alberta, and extend south into Montana. The search for geological structures favorable for the accumulation of natural gas and petroleum has made the determination of the stratigraphic horizons of individual exposures of this formation important. A paucity of outcrops in many areas, combined with a lack of variation in lithology throughout the formation, makes this difficult. so far the study of the mega-fossils of the Bearpaw formation has given little information which could be used to establish useful fossil zones. One of the main reasons for this has been that most fossil collecting has been done without observing carefully the horizon in which the fossils occurred. [...]

This thesis examines the controls on gas production from a Cretaceous sandstone deposit located within the Deep Basin of Alberta, Canada. By integrating core, wireline log, 3-D seismic, petrophysical, pressure and production data, we show that the best production comes from permeable chert-rich shoreface and beachface sandstones separated laterally and cyclically by tighter quartzose sandstones. The physical properties of the two lithologies are sufficiently different that they can be distinguished seismically; a map of seismic amplitudes for the Cadotte shows curvilinear high-amplitude anomalies (corresponding to cherty lithologies) that are parallel to depositional strike and correlate precisely with production trends. Like other Cretaceous units in this area, the Cadotte has water situated structurally up dip from gas with the contact between these two phases traversing through our study area. Previous interpretations of the contact's placement have attributed it to relative permeability, structural and to a lesser extent stratigraphic influences on the strata. This work suggests that the location of the contact is controlled by the interplay of regional structure and depositional processes that dictate the texture (and associated capillary pressures), mineralogy and stratigraphic architecture of the rocks. / Cette thèse examine les controles sur la production de gaz naturel à partir des grès crétacés situés dans le Deep Basin d'Alberta, Canada. En intégrant les donnees provenant de carottes, les diagraphies, le sismique 3D, la petrophysique, la pression et les données de production, nous prouvons que la meilleure production vient des depots de shoreface et de beachface de chert perméable séparés latéralement et cycliquement par des grès moins perméable qui sont dominés par le quartz. Les propriétés physiques des deux grès sont suffisamment différentes qu'elles peuvent être distinguees sismiquement. Des anomalies curvilignes sont apparantes dans une carte des amplitudes sismiques correspondant au niveau de la formation Cadotte. Les anomalies sont parallèles à l'orientation de l'estran depositionnel, et elles correspondent precisement aux tendances de production. Sur cette carte les hautes amplitudes correspondent aux lithologies riches en chert. Comme d'autres unités crétacées dans ce secteur, la Cadotte est saturée en gaz naturel a des niveaux structurels qui sont en bas des régions ou la porosité est saturée d'eau. Le contact entre ces deux phases traversent ce secteur de notre étude. Les interprétations précédentes sur le placement du contact ont offerts plusieurs explications, dont la perméabilité relative, la structure et à peu d'influences stratigraphiques d'ampleur sur les strates. Notre travail suggère que l'endroit de ce contact est controllé par l'effet de la structure régionale et des processus dépositionnels qui dictent la texture (et des pressions capillaires associées), la minéralogie et l'architecture stratigraphique des roches.

The granite – greenstone terranes in northwestern Ontario contain oval granitoid bodies. A specific granitoid body known as the Dashwa Gneiss was studied and the results are presented in this paper. The rocks in the field area display key features of diapirism that include concentric, steeply dipping foliations, radially distributed lineations and a shear zone bounding the granitoid that consistently shows 'granitoid up' kinematics relative to surrounding metavolcanic rocks. Based on these structural features, it is proposed that the oval map pattern of this region resulted from diapirism of the Dashwa Gneiss. A granitic intrusion at the core of the oval pattern is interpreted as providing the heat source responsible for lowering the viscosity of the Dashwa Gneiss sufficiently for the dense supracrustal rocks overlying the Dashwa Gneiss to trigger diapirism. The steep dip and concentric pattern of the Dashwa Gneiss indicate a pipe-like body that is attributed to erosion of the area exposing only the stem of the diapir. Mean foliation data show that the Western Wabigoon terrane is probably a diapiric field containing diapirs of variable maturity, shape, size and vertical level. / Les terranes de granite et roches vertes du nord-ouest ontarien contiennent des masses de granitoïdes à motif ovale. Un granitoïde nommé gneiss de Dashwa fut étudié et les résultats sont présentés dans cet article. Les roches sur le terrain montrent des caractéristiques importantes de diapirisme qui incluent une foliation concentrique à fort plongement, une linéation à distribution radiale et une zone de cisaillement bordant le granitoïde, qui montre de façon consistante une cinématique de 'granitoïde vers le haut'. En se basant sur ces caractéristiques structurales, il est proposé que le motif en plan ovale de cette région résulte du diapirisme du gneiss de Dashwa. L'intrusion granitique au coeur du motif ovale est interprétée comme étant la source de chaleur responsable d'une diminution de la viscosité du gneiss de Dashwa, au point où des roches métavolcaniques mafiques et denses recouvrant le gneiss de Dashwa ont activé le diapirisme. Le fort plongement et le motif concentrique du gneiss de Dashwa suggèrent une géométrie en conduit qui a été attribuée à l'érosion de la région exposant seulement le tronc du diapir. Les données de foliation moyenne indiquent que la terrane de Western Wabigoon est un champ diapirique contenant des diapirs de maturité, forme, taille et niveau vertical variables.

No description available.

Depositional conditions early post-mortem influence net shell alteration prior to fossilization. This study assesses the progressive degradation of experimentally deployed Mytilus edulis shells and natural aragonite crystals during 13 months at and 10 - 20 cm below the sediment surface in High- and Mid-Marsh Salt Marsh Ponds, a Beach and a Cove (Bay of Fundy, NB, Canada). Changes in net weight, macroscopic, and microstructural features are examined in the context of environmental conditions. Results show that: 1) early degradation processes act very quickly, causing significant changes in shell condition within 13 months post-deposition. 2) The sloughing off of shell crystallites loosened by maceration, bioerosion and maceration, in order of importance, dominate shell degradation in the study environments. 3) Dissolution contributes relatively little to the overall taphonomic signature during early shell degradation. / L’état de préservation des coquilles d’organismes marins dépend directement des conditions environnementales dans lesquelles elles se dégradent. Cette étude a pour but de déterminer les conditions de dégradation progressive de coquillages (Mytilus edulis) et de cristaux abiotiques d’aragonite déployés à l’interface eau-sédiment ainsi qu’enfouis (à 10-20 cm) durant treize mois, dans les zones haute et moyenne d’un marais salant, une plage et une crique de la Baie de Fundy (NB, Canada). Les changements macroscopiques, microscopiques et de masse sont discutés relativement aux conditions environnementales. Nos résultats montrent que: 1) la dégradation et les processus agissent très tôt après la déposition, et produisent des changement d’état significatifs en deçà de 13 mois post-mortem. 2) Dans les environments ci-dessus, la mue des tablettes de nacre de la surface de la coquille est le processus le plus efficace, suivi par la bioérosion, et la macération. 3) La dissolution joue un rôle secondaire durant la dégradation précoce des coquillages.

High-sulfidation epithermal deposits are genetically associated with calc-alkaline volcanism in subduction zones, and although these ore deposits are excellent places to focus research, subduction zone stratovolcanoes provide important windows on magmatic-hydrothermal processes that are not available from study of the corresponding ore deposits. There is general agreement that the hydrothermal alteration accompanying the high-sulfidation epithermal ores is the product of volcanic degassing, however, there is considerably less agreement on the nature and origin of the ore fluid. Opinion is divided over whether the ore fluid is a vapor or a liquid, and whether it is entirely volcanic or of mixed volcanic-meteoric origin.The research presented here details a field-based investigation of the magmatic-hydrothermal environment of Kawah Ijen volcano, an active stratovolcano (mainly andesitic pyroclastics and lavas) located in the Ijen Caldera Complex in Java, Indonesia. The Kawah Ijen crater is approximately one kilometer in diameter and contains a hyperacidic lake (pH ~ -0.5) and a small and actively degassing solfatara, which is surrounded by a much larger area of acid-sulfate alteration that was exposed during a phreato-magmatic eruption of the volcano in 1817; the eruption excavated the crater to a depth of 250 m. The research described in this thesis involved sampling and chemical analyses of the gases and their condensates (the surface equivalents of the ore-forming magmatic-hydrothermal fluids) collected from the solfatara and rock samples taken from the alteration center.Condensed fumarolic gases (pH ~ -0.5) released from the solfatara and sampled at temperatures between 330 and 495 °C contain up to 3 ppm Cu and 3.8 ppm As; the concentration of Ag is below detection. The alteration center is characterized by zones of residual silica, alunite-pyrite and kaolinite/dickite; based on alunite-pyrite geothermometry, the area formed at a temperature between 200 and 300 °C. High sulfidation epithermal mineralization occurs in this area in the form of massive and vein-hosted pyrite that contains up to 200 ppb Au, 9 ppm Ag, 6,800 ppm Cu, and 3,430 ppm As; these elements are invisible at the highest resolution of scanning electron microscopy, and thus occur either in the form of nano-particles or are in solid solution in the pyrite.The manuscript in Chapter 3 summarizes the observations detailed above to support a model in which highly acidic gases condensed ~ 250 m beneath the floor of the pre-1817 crater at Kawah Ijen volcano. In the area near the source of the vapors, the ratio of fluid to rock was extremely high and resulted in the leaching of elements from the andesitic host rock, leaving behind a residue of "vuggy silica." With increasing distance from the source, in an area of intermediate fluid/rock ratio, the condensed liquids replaced the primary minerals of the host with alunite and pyrite. The kaolinite/dickite zone formed in a rock-buffered environment (low fluid/rock ratio), in the zone furthest from the vapor source. Gold- silver- and copper-bearing phases were undersaturated in the condensed liquids, however, they were able to concentrate by adsorbing on the surfaces of the growing pyrite crystals, which developed p-type conductive properties as a result of the uptake of arsenic. The metals were incorporated in the pyrite either by their electrochemical reduction to form native metal nano-particles, through coupled substitutions with arsenic for iron and sulfur, or in the case of Cu, by direct replacement of Fe. This thesis provides new insight into the formation of high-sulfidation epithermal deposits, showing, in particular, that high sulfidation epithermal precious metal mineralization can form directly from condensed volcanic gases and that the processes of alteration and metallic mineralization occur synchronously. / Les dépôts épithermaux à forte sulfuration sont génétiquement associés au volcanisme calco-alkalin dans les zones de subduction, et bien que ces gisements métallifères soient intéressants pour la recherche, les stratovolcans des zones de subduction fournissent un bon aperçu quant aux procédés magmatiques et hydrothermaux, absent dans l'étude seule de ces gisements. Il existe un accord global sur le fait que le dégazage volcanique soit responsable de l'altération hydrothermale accompagnant les minerais épithermaux à forte sulfuration. Cependant l'avis est considérablement moins unanime sur la nature et l'origine des fluides du minerai. Le fluide minéralisateur pourrait être soit vapeur ou liquide, et son origine pourrait être soit entièrement volcanique ou soit un mélange volcanique-météorique. Cette étude présente les détails d'une étude sur l'environnement magmatique-hydrothermal du volcan Kawah Ijen, un stratovolcan actif (produisant principalement des pyroclastites andésitiques ainsi que des laves) situé dans le Complexe Ijen Caldera à Java en Indonésie. Le cratère Kawah Ijen a un diamètre d'environ un kilomètre et contient un lac hyper acide (pH ~ -0.5) ainsi qu'une petite solfatare en dégazage actif, entourée d'une aire d'altération acide-sulfate beaucoup plus grande qui était exposée durant l'éruption phréato-magmatique du volcan en 1817. L'étude décrite dans cette thèse comprend l'échantillonnage et l'analyse chimique des gaz et de leurs produits de condensation (l'équivalent de surface des fluides magmatiques hydrothermaux ayant formé le minerai) recueillis dans la solfatare et des échantillons de roche pris dans centre de l'altération. Les gaz de fumerolles condensés (pH ~ -0.5) émis par la solfatare et échantillonés à des températures entre 330 et 495 °C contiennent jusqu'à 3 ppm Cu et 3.8 ppm As. Le centre de l'altération est caractérisé par des zones de silice résiduelle, d'alunite-pyrite et de kaolinite/dickite; selon la géothermométrie de l'alunite-pyrite, la zone s'est formée à des températures entre 200 et 300 °C. La minéralisation épithermale à forte sulfuration survient à cet endroit sous la forme de pyrite massive dans la veine hôte, contenant jusqu'à 200 ppb Au, 16 ppm Ag, 6800 ppm Cu et 3340 ppm As; ces éléments sont invisibles sous la plus forte résolution du microcope à balayage électronique, et donc apparaissent soit sous la forme de nano-particules soit en solution solide dans la pyrite. Le manuscrit du chapitre 3 résume les observations décrites ci-haut, supportant un modèle dans lequel des gaz très acides ont été condensés à ~ 250 m sous le plancher du cratère pré-1817 du volcan Kawah Ijen. Dans la région près de la source de vapeur, le ratio fluide/roche était extrêmement élevé et a eu pour résultat le lessivage d'éléments de la roche hôte andésitique, laissant derrière un résidu de silice vacuolaire. En s'éloingnant de la source, vers une zone ou le ratio fluide/roche est intermédiaire, les liquides condensés ont remplacé les minéraux primaires de l'hôte avec de l'alunite et de la pyrite. La zone kaolinite/dickite s'est formée dans un environnement où la roche était en tampon (faible ratio fluide/roche), dans la zone la plus éloignée de la source de vapeur. Les phases contenant soit or, argent ou cuivre étaient sous-saturés en liquides condensés, cependant ils étaient aptes à se concentrer par adsorption sur les surfaces des cristaux de pyrite en croissance. Les métaux ont été incorporés dans la pyrite soit en formant des nanoparticules de métal, soit par substitutions couples, ou par remplacement direct du Fe (Cu seulement). Cette thèse procure une vision nouvelle quant à la formation de dépôts épithermaux à forte sulfuration, en montrant, en particulier, que la minéralisation épithermale à forte sulfuration de métaux précieux peut se former directement à partir des gaz volcaniques condensés, et que les procédés d'altération et de minéralisation métallifère peuvent se produire simultanément.

The Strange Lake rare-metal (Zr, REE, Nb, Be) deposit on the border of Québec and Labrador, Canada, contains a large resource of zirconium, rare earth elements and niobium. Much of the potentially economic mineralization was concentrated by magmatic processes, with additional remobilization of REE by hydrothermal fluids. The alkaline granite pluton (1240 ± 2 Ma; Miller et al., 1997) intruded along the contact between an Elsonian quartz monzonite massif in the southwest and paragneisses of Hudsonian age in the northeast.Much of the rare metal mineralization occurs in pegmatite lenses in the subsolvus granite, which are most abundant in the Main Zone in the middle of the pluton and the B-Zone at the northwest edge. Zirconium is hosted by a variety of silicates, mainly zircon, gittinsite and elpidite and Nb by pyrochlore. The LREE are present in pyrochlore, allanite-(Ce), monazite-(Ce), bastnäsite-(Ce) and parisite-(Ce), whereas the HREE are concentrated in zircon, gadolinite-group minerals, kainosite-(Y) and keiviite-(Y).A petrogenetic model is proposed for the B-Zone in which magmatic crystallization of HREE in zircon at the edges of pegmatite lenses was followed by leaching of the HREE by a high-temperature, Na-Cl-F magmatic fluid. The HREE were subsequently mobilized as Cl-complexes to the core of pegmatites where they reacted with a regional low-temperature, Ca-bearing brine, which caused the precipitation of fluorite and secondary HREE mineralization. Hydrothermal fluids altered the distribution of the REE, locally depleting them at the edges of the pegmatites and enriching them in the cores, which will be the main source of REE for potential future exploitation. / Le gisement de métaux rares (Zr, REE, Nb, Be) de Strange Lake, situé à la frontière du Québec et du Labrador au Canada, représente une grande ressource de zirconium, de REE et de niobium. Une grande partie de la minéralisation potentiellement économique a été concentrée par des processus magmatiques, avec remobilisation des REE par des fluides hydrothermaux. Géologiquement, ce pluton de granite alcalin, âgé de 1240 ± 2 Ma (Miller et al., 1997) se situe le long du contact entre un massif de monzonite quartzique d'âge Elsonien au sud-ouest et des paragneiss d'âge Hudsonien au nord-est.Une grande partie de la minéralisation en métaux rares se trouve dans les lentilles de pegmatite dans le granite subsolvus, les deux plus importantes étant la Main Zone dans le milieu du pluton et la B-Zone au nord-ouest, avec le Zr est associé à une variété de silicates, principalement le zircon, la gittinsite et l'elpidite et le Nb au pyrochlore. Les LREE sont associées au pyrochlore, l'allanite-(Ce), la monazite-(Ce), la bastnäsite-(Ce) et la parisite-(Ce), tandis que le HREE sont associées au zircon, la gadolinite, la kainosite-(Y) et la keiviite-(Y).Un modèle pétrogénétique est proposé pour la B-Zone dans lequel la cristallisation magmatique de HREE dans le zircon sur les bords de lentilles de pegmatite a été suivie par le lessivage des HREE par un fluide magmatique de haute température riche en Na-Cl-F. Les HREE ont ensuite été remobilisés sous forme de complexes de chlore au cœur des pegmatites où ils ont réagi avec une saumure régionale de basse température riche en calcium, qui a causé la précipitation de fluorite et de la minéralisation en HREE secondaire. Les fluides hydrothermaux ont affecté la répartition des REE, en appauvrissant localement les bords de pegmatites et en enrichissant les cœurs, qui feront l'objet d'une possible exploitation future.

The Thor Lake rare-metal (Zr, Nb, Y, REE, Ta, Be, Ga) deposit in the Northwest Territories of Canada represents one of the largest resources of zirconium, niobium, yttrium and the heavy rare earth elements in the world. Much of the potentially economic mineralization was concentrated by magmatic processes. However, there is also evidence of remobilization of Zr, Y and REE by hydrothermal fluids. Geologically, the deposit is situated at the southern edge of the Slave Province of the Canadian Shield, within the 2150 Ma alkaline to peralkaline Blachford Lake Complex (Davidson, 1978). / The rare metal mineralization occurs in two sub-horizontal tabular layers in the Nechalacho deposit, an upper and a lower zone, with Zr hosted primarily by zircon, Nb primarily by ferrocolumbite and fergusonite-(Y), and Y + HREE by fergusonite-(Y) and zircon. The LREE are hosted by monazite-(Ce), allanite-(Ce), bastnäsite-(Ce) and parisite-(Ce)/synchysite-(Ce). / A model is proposed in which REE and HFSE enriched layers were formed by injection of separate miaskitic and agpaitic magmas, to form an upper zone rich in zircon and a lower zone rich in eudialyte. Primary eudialyte was later altered to zircon-fergusonite-(Y)-bastnäsite-(Ce)-parisite-(Ce)/synchysite-(Ce)-allanite-(Ce)-albite-quartz-biotite-fluorite-kutnahorite-hematite-bearing pseudomorphs by an inferred fluorine-enriched magmatic hydrothermal fluid. Yttrium and REE were also mobilized from the cores of primary zircon crystals in the upper zone and locally precipitated as fergusonite-(Y) along micro-fractures. Hydrothermal fluids altered the distribution of REE, within the upper and lower mineralized zones, locally enriching and depleting them, and created a set of secondary minerals which will be the main target of future exploitation. / Le gisement de terres rares (Zr, Nb, Y, REE, Ta, Be, Ga) de Thor Lake situé dans les Territoires du Nord-Ouest, Canada, représente l'une des plus grandes ressources de zircon, niobium, yttrium et des éléments du groupe des terres rares lourdes (REE) au monde. Une partie importante des minéralisations reconnues comme potentiellement économiques résulte de processus magmatiques. Il existe également des évidences d'une remobilisation du Zr, Y et REE par des fluides hydrothermaux. Le gisement se situe sur le versant méridional de la Province de l'Esclave dans le Bouclier canadien, dans les unités de roches alkalines à perakalines du Complexe du lac Blachford datées à 2150 Ma (Davidson, 1978). / La minéralisation de métal rare est associée à deux couches tabulaires sub-horizontales formant une zone supérieure et une zone inférieure. Le Zr est principalement associé au zircon; le Nb à la ferrocolumbite et la fergusonite-(Y); et Y + HREE à la fergusonite-(Y) et au zircon. Les LREE sont quant à eux associés à la monazite-(Ce), l'allanite-(Ce), la bastnäsite-(Ce) et la parisite(Ce)/synchysite-(Ce). / Nous proposons un modèle dans lequel les couches enrichies en REE et HFSE résultent d'injections indépendantes de magmas miaskitique et agpaitique pour former une zone supérieure riche en zircon et une zone inférieure riche en eudialyte. L'eudialyte primaire a été altérée par des fluides hydrothermaux d'origine magmatiques enrichis en fluor et se manifeste comme des pseudomorphes de zircon-fergusonite-(Y)-bastnäsite-(Ce)-parisite-(Ce)/synchysite-(Ce)-allanite-(Ce)-albite-quartz-biotite-fluorite-kutnahorite-hematite. L'yttrium et les REE ont été remobilisés dans des zircons primaires de la zone supérieure et précipités localement en fergusonite-(Y) dans des microfractures. Les fluides hydrothermaux ont affectés la distribution des REE dans les zones minéralisées supérieure et inférieure en les enrichissant et les appauvrissant localement et créant ainsi une suite de minéraux secondaires qui feront l'objet d'une future exploitation.

The Valles caldera complex in north-central New Mexico, USA, represents the type example of resurgent caldera system, characterised by eruption of two voluminous high-silica rhyolite ignimbrites (the Otowi and Tshirege Members of the Bandelier Tuff) at 1.608 ± 0.010 Ma and 1.256 ± 0.010 Ma, respectively. Refined dating has shown that resurgence occurred shortly after eruption of the Tshirege, or Upper Bandelier Tuff (UBT). Central resurgence of ~1000 m was accompanied by small-volume eruptions of the Deer Canyon Rhyolite, followed closely by the Redondo Creek Rhyodacite. The Cerro del Medio Rhyolite lava dome complex is a product of ring fracture volcanism following resurgence, erupting at 1.229 ± 0.017 Ma. A central aim of this study was to find evidence for magmatic recharge during this geologically short (~ 27 ka) time period. We have combined cathodoluminescence (CL) imaging and titanium-in-quartz geothermometry techniques to individual quartz crystals from 1) different stratigraphic horizons of the UBT ignimbrite, 2) samples of the Deer Canyon Rhyolite and 3) the Cerro del Medio Rhyolite lavas. CL imaging reveals that ~80% of the erupted volume UBT ignimbrite contains unzoned quartz crystals (average concentration = 28 ± 2 ppm Ti), recording relatively isothermal temperatures of 647-696 °C. An abrupt occurrence of compositionally zoned quartz crystals ) within the mid-to-late erupted UBT ignimbrite units 3-5 reveals evidence for interaction with hotter magma. Corresponding titanium-in-quartz measurements of outer, bright CL rims (71 ± 9 ppm Ti) reveal temperature increases of ~100 °C relative to the start of the UBT eruption. We have discovered an interesting heterogeneity within the Deer Canyon Rhyolite lavas, with strong spatial control on eruption of porphyritic lavas containing complexly zoned quartz crystals onto the western regions of the resurgent dome. Conversely, crystal-poor to aphyric lavas containing small, unzoned quartz crystals are conf / Le complexe de caldeiras de Valles au centre-nord du Nouveau-Mexique, Etats-Unis, constitue l'exemple type d'un système de caldeira résurgente, caractérisé par l'éruption de deux volumineuses ignimbrites rhyolitiques riche en silice (les Membres Otowi et Tshirege de la Bandelier Tuff) à 1.608 ± 0.010 Ma et 1.256 ± 0.010 Ma, respectivement. Des techniques de datation de haute precision ont montré que la résurgence s'est produite rapidement après l'éruption de la Tshirege ou Upper Bandelier Tuff (UBT). La résurgence du centre de la caldeira d'environ 1000 m s'est accompagnée des éruptions mineures des rhyolites de Deer Canyon, puis de la rhyodacite de Redondo Creek. Le complexe de dômes de lave rhyolitiques de Cerro del Medio est le produit de volcanisme de fracture annulaire post-résurgence à 1.229 ± 0.017 Ma. Un point clé de cette étude était de trouver des évidences de recharge magmatique durant ce court episode ~ 27 ka. Nous avons analysé des cristaux de quartz par imagerie de cathodoluminescence (CL) et géothermométrie du titane dans 1) plusieurs niveaux stratigraphiques de l'ignimbrite d'UBT, 2) des échantillons des rhyolites de Deer Canyon et 3) des laves des rhyolites de Cerro del Medio. L'imagerie CL révèle que ~80% du volume d'UBT contient des cristaux de quartz non zonés (concentration moyenne = 28 ± 2 ppm Ti), représentant des températures relativement homogènes de 647-696 °C. Une transition abrupte vers des quartz optiquement zonés dans les unités 3-5 des phases intermediaires et tardives de l'éruption d'UBT suggère une interaction avec un magma plus chaud. Les mesures correspondantes de titane dans les bordures externes lumineuses des cristaux (70 ± 9 ppm Ti) indiquent une augmentation de température d'environ 100 °C depuis le début de l'éruption d'UBT. Nous avons découvert une hétérogénéité intéressante dans les laves rhyolitiques de Deer Canyon: les laves porphyriques contenant des cristaux avec zo

Porphyry and high sulfidation epithermal ore-forming systems are genetically associated with calc-alkaline volcanism in subduction zones, and where erosion has not been too deep, the volcanic rocks are still commonly exposed in close proximity to the deposits. Most models for porphyry copper and high sulfidation epithermal gold systems include a shallow magmatic reservoir (the porphyry stock), an overlying hydrothermal cell, its alteration paragenesis and a stratovolcano. Some investigations also discuss the importance of underlying granitoid batholiths as feeders for porphyry stocks and their hydrothermal systems. Although it is commonly believed that the ores deposit during the waning stages of volcanism, given the time span over which these deposits form (tens of thousands to several million years) and the undeniable existence of hydrothermal systems beneath volcanoes, it is quite probable that their formation is initiated at times when volcanoes are still active. Although currently mined ore deposits are excellent places to focus research, subduction zone stratovolcanoes provide important windows on the magmatic-hydrothermal processes at play.This thesis describes an investigation of the magmatic-hydrothermal environment that resides beneath Merapi volcano, Indonesia. The research involved sampling and chemical analysis of minuscule aliquots of evolving silicate and sulfide melts trapped as inclusions at different times and in different locations in growing crystals subsequently ejected during eruptions. The research also involved sampling and analysis of fumarolic gases (and their precipitates) emitted at Merapi volcano during times of quiescence and eruptive activity, as well as compilation of published compositional data for fumarolic gases from other arc volcanoes. These gases are the surface equivalents of ore-forming magmatic-hydrothermal fluids. Finally the research involved compilation from the literature of compositional data for fluid inclusions (micron-scale droplets of magmatic volatile phases) trapped in gangue minerals in porphyry copper deposits. The focus of the research was the behaviour of copper, nickel, cobalt, zinc, lead and molybdenum in magmatic hydrothermal systems.The research reported in Chapter 1 showed that injections of sulfide melt-saturated mafic magma into shallower, more evolved and more oxidized resident magma at Merapi volcano induced exsolution of a magmatic volatile phase from the mafic magma. This hydrothermal fluid dissolved the sulfide melt and became enriched in chalcophile (notably copper) and siderophile metals. An argument is presented that the overpressure generated by the exsolution of a fluid originating in this manner triggered an explosive eruption at Merapi volcano in 2006. This is supported by the observation that the metal content, particularly of copper, was higher in the volcanic gas sampled immediately after this eruption than during periods of quiescence and that metal ratios of the gas are remarkably similar to those of sulfide melt inclusions. In Chapter 2, it is shown that the mafic magma mixed poorly with the more felsic magma, that both magmas evolved via assimilation and fractional crystallization and, most importantly, that the magmatic volatile phase transferred base metals to the more felsic magma. In Chapter 3, the fluid inclusion and volcanic gas data are used to make inferences about the evolution of porphyry ore-forming systems and link mechanisms of ore-formation to those operative during the eruptive cycles of volcanoes. Finally, the thesis integrates the findings of this study into a model that provides new insights into the formation of porphyry copper deposits below stratovolcanoes. / Les gîtes de types porphyriques et épithermaux sont génétiquement associés au volcanisme des zones de subduction et les roches volcaniques cogénétiques à ces gisements sont souvent encore présentes. Tous les modèles actuels de mise en place de ces gîtes définissent un réservoir magmatique peu profond, lequel est coiffé d'une cellule hydrothermale et de sa séquence complexe d'altération, ainsi que d'un stratovolcan. Certains auteurs discutent aussi de l'importance de batholites sous-jacents ayant généré le porphyre et ses fluides hydrothermaux. Quoiqu'il soit généralement accepté que ces gîtes se forment durant le déclin du volcanisme, étant donné la longévité des périodes proposées pour la formation de ceux-ci (de dizaines de milliers à plusieurs millions d'années) et l'existence indéniable de systèmes hydrothermaux associés, il est fort probable que la formation de ces gîtes soit initiée alors que le volcanisme est encore actif. Les volcans situés en zones de subduction représentent d'importants points d'observation des processus magmatiques-hydrothermaux actuels.La présente recherche porte sur l'environnement magmatique-hydrothermal qui existe sous le volcan Mérapi, situé en Indonésie. Des échantillons de liquides silicatés et sulfurés piégés à l'intérieur de cristaux durant leur croissance à différents moments et endroits dans le magma et avant d'être éjectés hors des réservoirs magmatiques lors d'éruptions volcaniques ont été prélevés et dosés. Des gaz fumerolliens de haute température et leurs sublimats émis au volcan Mérapi durant des phases de dégazage passif et d'éruption explosive ont été échantillonnés et analysés. Des résultats similaires pour les gaz d'autres volcans, ainsi que des analyses d'inclusions fluides de systèmes hydrothermaux de porphyres cuprifères ont été compilés à partir de la littérature. Les gaz volcaniques analysés sont les équivalents superficiels des fluides magmatiques-hydrothermaux qui génèrent les gisements métallifères.Dans le premier chapitre, il a été démontré que des magmas mafiques d'origine profonde et saturés en liquide sulfuré ont été injectés dans le réservoir magmatique peu profond de Mérapi, celui-ci contenant un magma plus évolué et plus oxydé. La décompression qu'a subie le magma mafique a provoqué l'exsolution d'une phase magmatique volatile (un fluide hydrothermal) qui a dissous le liquide sulfuré et ses métaux chalcophiles et sidérophiles (notamment le cuivre). La surpression générée par l'exsolution de ce fluide hydrothermal a provoqué l'éruption explosive du volcan Mérapi de mars à août 2006. Ceci est corroboré par l'observation que certains métaux, particulièrement le cuivre, étaient enrichis dans les gaz volcaniques émis après l'explosion par rapport aux niveaux mesurés durant la phase de dégazage passif, et par le fait que les rapports des métaux dans ces gaz post-explosion étaient soudainement semblables à ceux mesurés dans les inclusions sulfurées, alors qu'ils étaient bien différents durant les phases de dégazage passif du volcan. Dans le second chapitre, je démontre que le magma plus mafique et le magma plus felsique ne se sont pas bien mélangés, que les deux magmas ont évolué via l'assimilation de roches encaissantes et la cristallisation fractionnée, et que la phase magmatique volatile qui s'est séparée du magma mafique et qui a dissous le liquide sulfuré a transféré ses métaux au magma plus felsique. Dans le troisième et dernier chapitre, les inclusions fluides et les gaz volcaniques ont été utilisés en conjonction avec les connaissances acquises et décrites dans les deux premiers chapitres afin de proposer un modèle pour l'évolution du système porphyrique et d'établir les liens qui existent entre les mécanismes de formation des gîtes porphyriques et épithermaux acides, et ceux qui opèrent durant les cycles éruptifs des volcans. Un modèle pour la formation des porphyres cuprifères sous les stratovolcans actifs des zones de subduction est finalement proposé.