Le paléodelta de la rivière Valin a été mis en place par l'ancêtre de la rivière du même nom, qui se déversait dans la mer Laflamme, il y a environ 10 650 années 14C. Le surcreusement du lit de cette rivière a coupé ce paléodelta en deux parties, formant ainsi deux systèmes aquifères de structure granulaire, maintenant séparés : un à Saint-Honoré et l'autre à Saint-Fulgence. Cette étude porte principalement sur la détermination des hydrofaciès dans le paléodelta de la rivière Valin, ainsi le développement de modèles montrant leur géométrie interne, afin d'analyser leur impact sur l'écoulement de l'eau souterraine. Une caractérisation sédimento-hydrogéologique a été a effectuée; elle consiste premièrement en l'identification des lithofaciès dans le site d'étude où neuf sablières qui disposaient de faces fraîches permettant l'observation des lithofaciès ont été sélectionnées. Deuxièmement, l'estimation des paramètres hydrauliques que sont la conductivité hydraulique et la porosité des lithofaciès identifiés a été effectuée soit directement in situ sur les faces de sablières ou à partir des échantillons qui y ont été prélevés. Une correspondance entre les lithofaciès identifiés et leurs valeurs de conductivité hydraulique a été établie afin de déterminer les différents hydrofaciès. Étant donné le type de modélisation et de simulation numérique considéré pour cette étude, chacun des hydrofaciès déterminé a été représenté par une seule valeur de conductivité hydraulique, soit la moyenne arithmétique. Une portion des aquifères du paléodelta de la rivière Valin où les caractéristiques sédimentologiques et la distribution des propriétés hydrauliques sont assez bien connues a été sélectionnée comme le secteur à modeîiser. Deux modèles ont été développés, dont un a été construit en se basant sur répartition de la conductivité hydraulique des hydrofaciès, en interpolant les valeurs de la conductivité hydraulique; le deuxième a été développé en se basant sur un des mécanismes de mise en place des sédiments lors de la formation du delta. Ces deux modèles ont été soumis ensuite à une simulation numérique de l'écoulement des eaux souterraines, visant à déterminer l'aire d'alimentation d'un ouvrage de captage; conséquernment, deux estimations sensiblement différentes de l'aire d'alimentation ont été obtenues. Ceci a permis d'observer que les lignes d'écoulement sont contrôlées par la géométrie interne des modèles, et ainsi d'apprécier le comportement de l'écoulement de l'eau souterraine en direction d'un puits de captage, lorsque le domaine de circulation des eaux souterraines se compose de plusieurs hydrofaciès de conductivités hydrauliques différentes.

L'étude suivante porte sur le gisement de Poderosa, situé dans le district de Pataz, La Libertad, Pérou. De nombreuses études sur la géologie du secteur ont été réalisées dans les années antérieures. Cependant, la géométrie des veines dans le batholite, ainsi que le contrôle de la minéralisation et le rôle de la déformation sur la formation des veines sont encore mal connus. Nous avons travaillé sur les contrôles structuraux de deux veines aurifères (Mercedes et Jimena). Afin de mieux comprendre les processus de mise en place des ces veines, nous avons élaboré une chronologie relative des différents événements de formation et de transformation de ces deux dernières. Premièrement, nous avons cartographie en détail différents secteurs de la mine, Dans un deuxième temps, nous avons effectué un levé structural ainsi que des observations macro et microscopiques sur les échantillons prélevés. La majeure partie de ce travail de recherche a consisté en la synthèse de l'ensemble des données obtenues et en la comparaison des deux veines étudiées. Cette synthèse a permis de mettre en évidence les points suivants : Les veines aurifères de la région de Pataz sont formées par un mécanisme en extension assisté par la pression des fluides. Ce mécanisme implique plusieurs incréments d'ouvertureremplissage (crack-seal). Les veines Mercedes et Jimena sont le résultat du remplissage d'un système de fractures pré-existantes agissant comme une anisotropie favorable. Quatre paragenèses minérales sont identifiées aux deux veines : 1) Ser/Mv + Chl; 2) Qz + Ca; 3) Qz + Py + Aspy ± Ca ± Au et 4) Qz + Sp ± Ga ± Cpy ± Ca ± Au. Deux styles de déformation sont observés aux veines étudiées, un style ductile et un style fragile. Ces deux styles de déformation représentent des événements distincts mais peuvent se produire dans un processus continu de déformation. Les textures magmatiques préservées et l'absence de schistosité dans les fragments d'éponte altérés et isolés dans les veines est le fait le plus marquant qui montre que les veines sont antedéformation. La déformation ductile est superposée à la formation des veines Mercedes et Jimena. La position des vecteurs minéralisés est contrôlée par la localisation des failles majeures et l'intersection de systèmes de fractures. Les failles ont agi comme des conduits pour l'acheminement des fluides hydrothermaux. Nos observations de cartographie, appuyées par la prise de données sur le terrain ainsi que par la description microscopique, indiquent que les veines aurifères Mercedes et Jimena sont anté-déformation, ce qui implique que la précipitation de l'or se produit avant la déformation régionale.

La Formation de Pinnacle contient des concentrations de minéraux lourds titanifères près de Sutton, Québec. Ces métasédiments font partie d'une séquence volcano-sédimentaire au sein du Groupe de Oak Hill, dans la Zone de Humber des Appalaches québécoises. Les paléoplacers de Sutton ont subi deux événements métamorphiques : à l'Ordovicien et au Silurien. Des processus post-dépositionnels d'enrichissement ont transformé les grains d'ilménite riches en fer en une phase résiduelle se rapprochant d'une composition pure en T1O2. L'événement Silurien de rétrochevauchement a permis la cristallisation métamorphique du rutile à partir de ces phases titanifères résiduelles. Une relation spatiale existe entre la distribution du rutile métamorphique et la structure régionale de rétrochevauchement, la Faille Brome. Cette relation est aussi corroborée par les valeurs S18Oeau en équilibre avec la magnetite. Le métamorphisme a aussi provoqué le transfert d'éléments et un changement de la fugacité d'oxygène dans les métasédiments riches en titane. Une zonalité compositionnelle est observée autour des concentrations semi massives de minéraux lourds. Le fer lessivé par les fluides métamorphiques a ensuite été incorporé dans des silicates et d'autres oxydes. Ainsi, les minéraux titanifères ont été complètement purgés de leur contenu en fer et ont recristallisé en rutile. De nouvelles concentrations de minéraux lourds titanifères on été trouvées dans l'unité à la base du Pinnacle, c'est-à-dire les phyllades du Call Mill. De telles concentrations titanifères n'ont jamais été décrites au sein du Call Mill. C'est pourquoi l'origine du Call Mill doit être réinterprétée à la lumière de ces minéraux de Fe-Ti. Notre nouvelle interprétation suggère que dans la région de Sutton, les sédiments du Call Mill et du Pinnacle proviennent de la même source. Cependant, des différences majeures au niveau des minéraux lourds distinguent les deux unités. Ces différences s'expliquent principalement par l'intensité et la durée des processus d'enrichissement des minéraux de Fe-Ti. Nous avons conclu que le Call Mill était issu de l'érosion d'une source latéritique, tandis que l'érosion de la partie non affectée par la météorisation a formé les sédiments du Pinnacle.

La cédraie du Moyen Atlas, au Maroc, est caractérisée par l'hétérogénéité de ses peuplements ainsi que par la fragmentation de son espace forestier. Ces caractéristiques sont causées par l'interaction de divers facteurs anthropiques, pédologiques et climatiques. Ces hétérogénéités spatiales et spectrales limitent la fiabilité des méthodes conventionnelles de classification de l'imagerie satellitaire. Dans la présente étude, on suggère d'utiliser les méthodes basées sur la similarité spectrale pour cartographier les espèces forestières dominantes de l'écosystème de la cédraie, soit l'analyse de mixture spectrale linéaire (AMSL) et le Spectral angle mapper (SAM). Les objectifs poursuivis consistent à comparer des procédures d'extraction des signatures spectrales « pures » prototypes, dites endmembers, et les approches de l'AMSL et du SAM en termes de cartographie des espèces végétales dominantes de cette forêt. Pour atteindre ces objectifs, on a utilisé des images acquises par le capteur ASTER {Advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer). Les résultats obtenus montrent que l'utilisation des méthodes de l'AMSL et du SAM a abouti à des résultats similaires en termes de répartition des espèces cartographiées, mais avec des différences au plan des superficies affectées par ces espèces. La comparaison des résultats obtenus à l'aide de l'AMSL et du SAM avec ceux de la classification par maximum de vraisemblance (notre référence) démontre que l'AMSL a permis de classifier les espèces forestières dominantes avec une meilleure précision que le SAM, ce qui s'exprime avec un coefficient Kappa de l'ordre de 0,70 pour la méthode de l'AMSL contre 0,66 pour l'approche du SAM.

La compréhension de la formation des intrusions litées et des gisements qui y sont associés est extrêmement importante du fait de leurs concentrations économiques en Cr, V, Ti, P et PGE ainsi que pour le développement des outils d'exploration pour ces éléments. Pour cela il est nécessaire de connaître quels sont les processus de formation à l'origine des roches des intrusions litées. Parmi les différents types de roches concernées, on trouve des roches atypiques nommées nelsonites. Les nelsonites sont des roches principalement formées d'apatite et d'oxydes de Fe et Ti que l'on retrouve aussi associées aux complexes anorthositiques. Deux modèles de formation sont proposés pour expliquer la genèse des nelsonites : (i) le modèle d'immiscibilité de deux liquides et, (ii) le modèle de cristallisation fractionnée suivit par accumulation de Fapatite et des oxydes. Aucun élément n'a, jusqu'ici, permis de trancher entre ces deux processus et le sujet est encore très discuté. Nous avons abordé le problème en trois temps : Tout d'abord par une approche expérimentale qui nous a permis dans un premier temps de mettre au point une équation permettant de prédire la composition magmatique lors de la saturation en phosphate d'un magma silicate et ceci pour une large gamme de composition (10 à 80% molaire de SÍO2 incluant les liquides péralumineux) et de température (~ 800-1400°C). Où M représente la concentration molaire et T la température en K. Dans ces expériences sans volatiles nous avons cristallisé de la whitlockite comme minéral phosphaté et non de 1'apatite. Dans un second temps une deuxième série d'expériences, couplée à des modélisations de cristallisation fractionnée, nous a permis de définir les champs d'immiscibilité de deux liquides dans le système SiC^-TiC^+FeO+PiOs+MgO+CaOAl2O3+ Na2O+KiO. Dans ces nouvelles expériences nous avons ajouté à nos compositions H2O et F pour permettre la saturation de fluoroapatite. Cette partie de ce travail de recherche montre qu'un magma mafique est saturé en apatite avant de traverser les champs d'immiscibilité de deux liquides. Pour finir nous avons travaillé sur des échantillons naturels de nelsonites et de roches associées riches en apatite. Ces échantillons proviennent de la Suite Intrusive de Sept-Iles au Canada et de la « Rustenburg Layered Suite » dans le complexe du Bushveld en Afrique du Sud. L'analyse des éléments traces dans les apatites de ces roches couplées à un bilan de masse indique que 1'apatite contrôle la distribution des éléments du groupe des terres rares, de FU, du Th, du Cl, du Ca et du Sr dans ces roches. Les compositions des magmas parents des nelsonites ont étaient calculées par inversion et comparées à des roches naturelles. Nous avons par la suite modélisé la cristallisation fractionnée des roches naturelles concordantes dans le but de vérifier si il est possible d'obtenir des nelsonites, ou du moins des roches riches en apatite et oxydes de Fe et Ti, avec ce processus. Les résultats des modélisations indiquent qu'il est possible de former des roches similaires aux troctolites de la Suite Intrusive de Sept-îles et à la ferrodiorite de la « Rustenburg Layered Suite » par cristallisation fractionnée. Nos expériences, appuyées pas nos modélisations, indiquent que le modèle de cristallisation fractionnée suivit par une accumulation des grains d'apatite et d'oxydes de Fe et Ti est le plus raisonnable pour expliquer la formation des nelsonites et des roches associées riches en apatite.

Les grandes intrusions litées mafiques et ultramafiques comme le Complexe du Bushveld (Afrique du Sud) et le Complexe de Stillwater (Montana, Etats-Unis) peuvent contenir des niveaux minéralisés riches en EGP appelé «reef». Le Merensky Reef (Complexe du Busveld) et le J-M Reef (Stillwater complex) sont deux exemples de niveaux minéralisés enrichis en EGP associés avec des sulfures disséminés (pyrrhotite, pentlandite et chalcopyrite) et localisés dans la partie inférieure (~ 1/3 de la base) d'intrusions litées. Plusieurs processus ont été envisagés pour tenter d'expliquer la présence de ces zones minéralisées enrichies en EGP et métaux communs. Deux modèles de formation pour ces types de minéralisation sont principalement proposés, mais restent sujet à de nombreux débats. Certains auteurs ont suggéré que les EGP sont collectés par un liquide sulfuré enrichis en métaux de base. Ce liquide sulfuré ségrége à partir du magma et percole vers le bas dans la pile de cumulât (silicates et/ou oxydes). D'autres auteurs ont proposés que les EGP sont plutôt captés par des fluides aqueux d'origine magmatique enrichis en chlore qui percolent vers le haut dans la pile de cumulât lors de la compaction et précipitent les EGP, S, Ni, Cu lorsque le fluide se dissout dans le liquide silicate intercumulus. Le but premier de cette thèse est de tester par une approche multidisciplinaire (microtomographique, microstructurale, et géochimique) le modèle d'accumulation des EGP par un liquide sulfuré d'origine magmatique et d'évaluer le rôle de la compaction sur la distribution des minéraux sulfurés. Dans un deuxième temps, la redistribution des EGP par des fluides sera considérée. Ces deux études devront permettre de mieux contraindre le mode de formation des minéralisations enrichies en EGP dans les intrusions litées. Cette étude sera réalisée sur des échantillons du Merensky Reef et du J-M Reef. Cette étude impliquera : - la détermination de la distribution en 3-D (par microtomographie) et en 2-D (en lame mince) des minéraux sulfurés - la détermination du rôle de la compaction et/ou de la lithologie sur la distribution des sulfures (i.e. sur la migration des liquides sulfurés) -la détermination des phases contenant les EGP (sulfures, minéraux du groupe du platine ou autres phases) - la détermination du rôle des liquides sulfurés et de l'altération sur l'enrichissement en EGP - la synthèse des différents résultats pour proposer un modèle de formation pour ce type de minéralisation riche en EGP L'étude microtomographique a permis de mettre en évidence que : - les sulfures dans les roches silicatées du Merensky Reef et du J-M Reef sont localisés dans des réseaux verticaux d'échelle millimétrique à centimétrique. Dans le Merensky Reef, ces réseaux de sulfures s'arrêtent au niveau de chromite sous-jacente où les sulfures sont sous forme de gouttelettes - dans le Merensky Reef, le contenu en sulfure diminue vers le haut de la section et est maximal juste au-dessus des niveaux de chromite Les études microstructurales des échantillons du Merensky Reef et du J-M Reef montrent que : - toutes les lithologies contiennent des indices de déformation des cristaux à hautes températures (contacts indentés, macles de déformations, extinction ondulantes, bandes de déformation, etc.) - les sulfures sont distribués en réseaux verticaux et localisés le long de la bordure entre les grains de pyroxene, olivine et/ou plagioclase Toutes les observations sont en accord avec une direction de compression maximale (al) orientée selon la paléo-verticale et due à la compaction de la pile de minéraux cumulais. Pendant cette compaction, des zones de moindres contraintes (dilatences) se formeraient et faciliteraient la percolation vers le bas des liquides sulfurés. Les analyses géochimiques et minéralogiques ainsi que les résultats des modélisations indiquent que : - dans les deux complexes, Pt et Au ne se concentrent pas dans les sulfures mais se trouvent sous forme de minéraux du groupe du platine (principalement des sulfures de Pt+/-Pd, des tellures de Pt+/-Pd, et des alliages de Pt-Fe) et de l'electrum - dans les deux cas, la plupart des autres EGP se retrouve dans la pentlandite et la pyrrhotite et le restant des EGP se retrouve sous forme de minéraux du groupe du platine (principalement laurite et alliage de Pd-Cu pour le J-M Reef) - tous les EGP présents dans les roches silicatées du Merensky Reef et du J-M Reef peuvent être modélisés par le processus de capture des EGP par un liquide sulfuré d'origine magmatique - les EGP observés dans les niveaux de chromite ont deux origines et deux processus se superposent : la cristallisation primaire à partir du magma silicate de minéraux du groupe du platine (avant la saturation en sulfure du magma) ; et par la suite la percolation d'un liquide sulfuré immiscible et enrichis en EGP - les alliages de platine (isoferroplatinum) observés dans les deux zones minéralisées seraient produits par la désulfurisation partielle des sulfures - les autres minéraux de groupe du platine (tellures et sulfures) s'exsolveraient à partir des sulfures lors du refroidissement - dans le J-M Reef, un événement tardif (le. après la capture des EGP par un liquide sulfuré et après la désulfurisation partielle des sulfures) aurait provoqué un enrichissement de certains échantillons en Pd et Pt et aurait lessivé partiellement les cumulais situés sous la zone minéralisée. Cela se serait produit à une température située entre 250 et 465 °C (basée sur la composition des alliages de Pd-Cu)

Lors de récents travaux de terrain et une importante campagne de forage, Anglo American Exploration (Canada) Ltée et Knight Resources Ltée ont découvert des indices de Ni-Cu-ÉGP dans la zone Frontier près du lac Chukotat, La zone Frontier mesure 3 km de long par 1.5 km de large et est située dans la partie centrale-ouest de la ceinture protérozoïque de Cape Smith à environ 130 kilomètres à l'ouest de la mine de nickel Raglan. Elle a été choisie pour une étude géologique, pétrographique et géochimique détaillée du complexe mafique-ultramafique qui comprend d'importantes minéralisations magmatiques de Ni-Cu-ÉGP. Les principaux objectifs de cette étude sont de caractériser le complexe en question ainsi que les sulfures associés et de comparer les résultats avec les modèles d'exploration actuellement utilisés dans la Formation de Raglan. Les observations pétrographiques et de terrain font penser à une mise en place extrusive à subvolcanique dans des sédiments humides et non consolidés. Toutes les roches de la zone Frontier ont été métamorphisées au faciès schiste vert à amphibolite inférieur. Les structures sédimentaires et volcaniques ainsi que les textures ignées sont généralement bien préservées. La presque totalité des roches a donc pu être nommée d'après les textures et la minéralogie d'origine. Les principales volcanites rencontrées sont les unités uitramafiques, les basaltes komatiitiques et les basaltes ophitiques. Les unités uitramafiques sont des cumulais à olivine et/ou des cumulais à olivine et clinopyroxènes poecilitiques souvent entourés de bordures figées métamorphisées. Lorsque ces roches sont très fortement métamorphisées et déformées, elles ont été transformées en schistes à actinote-chlorite. À l'exception des sulfures remobilisés, la minéralisation niekélifère est associée aux roches uitramafiques et peut être subdivisée en sulfures disséminés, matriciels et massifs. Les principaux sulfures observés sont la pyrrhotite, la pentlandite et la chalcopyrite. Plusieurs horizons sédimentaires sont présents et consistent essentiellement en des mudstones-siltstones et des iitharénites volcaniques carbonatisées. Les mudstones-siltstones se caractérisent par leur richesse en sulfure avec de la pyrite et/ou pyrrhotite massive à semi-massive. La géochimie des éléments majeurs montre que les roches de la zone Frontier sont semblables aux roches de la Formation de Raglan. Les roches uitramafiques et les basaltes komatiitiques de la zone Frontier présentent des affinités avec les laves du Groupe de Chukotat tandis que les basaltes ophitiques sont interprétés comme étant associés au Groupe de Povungnituk. Les éléments traces indiquent deux groupes de sédiments distincts : les mudstones-siltstones qui s'apparentent grandement aux sédiments du Povungnituk du bloc de Raglan et les Iitharénites volcaniques carbonatisées qui montrent des concentrations en ÉTR plus élevées et un contenu en Nb anormalement haut. Ceci pourrait être expliqué par la présence de fragments d'andésites potassiques, trachyandésites et phonolites riches en Nb dans les sédiments. D'après le contenu en nickel, les minéralisations sulfureuses se divisent en trois types : (1) une minéralisation riche en nickel avec des concentrations se situant entre celles des gisements 2-3 et Cross Lake, on parle d'une moyenne d'environ 7.5% nickel à 100% de sulfures, (2) une minéralisation moyennement riche en nickel qui consiste essentiellement en des sulfures remobilisés, et (3) une minéralisation pauvre en nickel typique des roches sédimentaires et des basaltes. La majorité des roches contenant des sulfures riches en nickel ont des rapports Cu/Pd entre 5000 et 10000, ce qui est semblable au manteau primitif. Ces rapports ainsi que le contenu en Pd (50-1000 ppb) de ces roches suggèrent que ces dernières contiennent 1 à 20% de sulfures formés à des facteurs R de 100 à 500. Ces unités se sont donc formées à partir d'un magma n'ayant pas été appauvri en ÉGP indiquant ainsi l'absence d'une ségrégation précoce de sulfures. Les quelques échantillons montrant un facteur R de 1000 auraient pu avoir été formés dans un système plus dynamique. En effet, un contenu élevé en Pd dans les sulfures comparativement au Cu peut être expliqué par une interaction plus prononcée des goutelettes de sulfures avec un gros volume de magma. La géochimie totale et la composition des clinopyroxènes indiquent une signature de contamination crustale dans quelques roches ultramafiques et basaltes komatiitiques. En effet, ces quelques échantillons sont légèrement enrichis en éléments incompatibles lithophiles. L'interprétation du degré de contamination est toutefois compliquée par les effets de l'altération. Plusieurs échantillons apparaissant contaminés ont aussi tendance à être fortement métamorphisés. Le patron des ÉTR et l'enrichissement en Nb pourraient donc être expliqués par la contamination et/ou par l'altération. De plus, la contamination n'est pas systématiquement détectée dans les roches minéralisées. Ceci pourrait suggérer un système très dynamique où la pulsion initiale de magma induit la ségrégation des sulfures et où une seconde arrivée de magma non contaminé entraîne le liquide silicate préalablement accumulé et le précipite à nouveau un peu plus loin dans le conduit. En comparant la zone Frontier et la Formation de Raglan, on remarque de nombreuses similitudes mais aussi quelques différences. Les ressemblances majeures sont : (1) une position stratigraphique similaire le long de la limite concordante approximative entre le Groupe de Povungnituk supérieur et le Groupe de Chukotat inférieur; (2) la localisation des zones minéralisées à ou près de la base des unités ultramafiques dans des dépressions (embayments) qui tronquent les roches sous-jacentes, (3) un système de chenaux invasifs de lave, c'est-à-dire des coulées qui se s'épanchent d'abord sous forme de chenaux de lave puis érodent de plus en plus profondément leur substrat jusqu'à développer un caractère intrasif; et (4) des rapports Cu/Pd se rapprochant de ceux du manteau indiquant une absence de ségrégation de sulfures en profondeur. Les principales différences sont : (1) un contenu moyen en nickel à 100% sulfures inférieur dans la zone Frontier; (2) un facteur R moyen plus bas; (3) des lentilles minéralisées de tailles relativement réduites; (4) des signatures de contamination crustale moins prononcées; (5) une quantité inférieure en divine dans les unités ultramafiques; et (6) l'abondance des sulfures remobilisés. En général, le système magmatique de la zone Frontier était probablement moins dynamique que celui de la Formation de Raglan. Cette interprétation n'exclut cependant pas la possibilité d'un gisement économique à Frontier. En effet, les rapports Ni/S élevés et Cu/Pd bas ainsi que la grande épaisseur de quelques horizons ultramafiques montrent un potentiel accru d'accumulation de sulfures riches en nickel. Ces unités particulières furent probablement formées dans un environnement d'écoulement magmatique bien spécifique plus favorable aux gisements magmatiques de Ni-Cu-ÉGP économiquement importants. Par le fait même, il est primordial d'obtenir plus d'information afin d'établir une distinction entre les roches générées durant des processus de minéralisation et les roches stériles générées lors d'une cristallisation normale. Il est également important de mieux comprendre la localisation spatiale des sulfures qui sont souvent affectés par une intense déformation et métamorphisme.

Les caractéristiques géologiques d'un aquifère ont un effet sur la dimension et la géométrie de l'aire d'alimentation de captage d'eau souterraine. La méthode préconisée pour estimer l'aire d'alimentation consiste à tracer le périmètre intégrant la totalité des lignes d'écoulement aboutissant à l'ouvrage de captage. Les lignes d'écoulement représentent la direction d'écoulement de l'eau souterraine. Une typologie basée sur les caractéristiques géologiques distingue douze types d'aquifères dont six en milieu fracturé et six constitués de dépôts meubles. En milieu fracturé, les caractéristiques typologiques correspondent à l'ouverture, la densité, l'orientation et l'intersection des fractures. Tandis que dans les dépôts meubles, ces caractéristiques correspondent aux faciès sédimentaires et à leur agencement. Tous ces paramètres géologiques influencent la direction et la vitesse d'écoulement de l'eau souterraine. Dix simulations numériques démontrent les effets engendrés par les caractéristiques géologiques sur les lignes d'écoulement. Un cas de référence dont les caractéristiques géologiques sont homogènes et isotropes, montre une aire d'alimentation de forme parabolique parallèle à la direction d'écoulement régional et ouverte vers l'amont. Dans les neuf autres cas, un ou plusieurs corps géologiques plus perméables, pour lesquels la dimension, l'orientation et la position par rapport à l'ouvrage de captage varient, sont ajoutés au cas de référence. Chaque cas illustre l'effet de la formation géologique plus perméable dans laquelle la vitesse d'écoulement est plus rapide et la direction d'écoulement influencée par l'orientation du corps plus perméable. Ceci démontre que l'estimation de l'aire d'alimentation dépend des caractéristiques géologiques constituant l'aquifère.

Plusieurs magmas dans la croûte continentale sont considérés comme le produit de fusion partielle dans la croûte inférieure à moyenne et le transfert de ce magma vers la croûte supérieure. Cependant, l'évolution exacte de ces magmas granitiques est très peu connue. En général, les processus impliqués sont la redistribution et la contamination de la fraction de fondu par la roche encaissante qu'elle traverse. Le magma commence à cristalliser une fois à l'extérieur de la zone anatectique. La nature de la transition protolithe-migmatite-granite et le processus qui génère un magma granitique durant la fusion partielle, ainsi que le processus qui contrôle la composition du magma à l'extérieur de la région source sont d'un intérêt particulier car ils expliquent les variations morphologiques, minéralogiques et géochimiques des produits de fusion à partir de roches métasédimentaires de type greywacke. La sous-province d'Ashuanipi et les sous-provinces métasédimentaires avoisinantes de la Province du Supérieur contiennent une croûte Archéenne composée de roches anatectiques de la croûte moyenne et de plutons granitiques à des niveaux superficiels. En d'autres mots, la Province du Supérieur représente une section continue de la croûte allant d'une source profonde partiellement fondue à des niveaux supérieurs d'écoulement magmatique. La sous province d'Ashuanipi est l'exemple d'une source potentielle pour les magmas granulitiques. La transition à partir du paléosome jusqu'au granite s'est faite dans un système ouvert en passant par des étapes intermédiaires de métatexite et de diatexite. Les méthodes de terrain, de pétrographie et de géochimie ont été utilisées pour estimer la quantité de fondu granitique produite et extraite à partir d'un terrain au faciès granulitique, et pour déterminer à l'échelle de la lame mince et de l'affleurement le chemin emprunté par l'écoulement du fondu durant le processus de ségrégation. Plus de 85% des métasédiments dans la sous-province d'Ashuanipi ont la composition de métagreywacke, métamorphisé dans des conditions de la croûte moyenne (820-900 °C et 6-7 kbar). La diminution modale de la biotite et du quartz aux dépens de l'orthopyroxène et du plagioclase ainsi que la préservation de microstructures de fondu préexistant indiquent que la fusion partielle était selon la réaction de déshydratation de la biotite: biotite + quartz + plagioclase = fondu + orthopyroxène + oxides. En appliquant à cette réaction le rapport fondu/orthopyroxène dérivé à partir des études expérimentales, la composition modale d'orthopyroxène contenue dans les roches d'Ashuanipi indique que les métagreywackes ont subi en moyenne 31 % de fusion partielle. Les métagreywackes sont enrichis en MgO, CaO et FeO et appauvris en SiO2, K2O, Rb, Cs and U, ont des anomalies positives en Eu et des rapports Rb/SR plus bas que le protolithe, par contre les rapports Rb/Cs et Th/U sont nettement plus élevés. Ces compositions sont modelées après l'extraction entre 20 et 40 wt % d'un fondu granitique à partir de métagreywackes archéen de bas-grade métamorphique. La distribution du fondu résiduel à l'échelle du microscope et à l'échelle de l'affleurement indique un écoulement pénétrant du fondu sur les bordures des grains le long des couches métasédimentaires, suivi par un écoulement du fondu canalisé dans un réseau de conduits interconnectés. Les leucosomes ont gardé très peu (<5% biotite + orthopyroxène) de matériel résiduel. Ceci indique que la fraction de fondu a été bien séparée du résiduum demeuré lui in situ en tant qu'une granulite appauvrie en fondu. Par contre, la quantité de fondu qui a demeuré dans les granulites appauvris en fondu est entre 1 à 3 vol %, donc, l'extraction du fondu généré après une fusion par déshydratation de la biotite dans ces granulites, était complète sous des conditions de P, T et de déformation qui prédominaient durant la fusion partielle. Chapitre IV et Chapitre V se concentrent sur la continuité morphologique, pétrologique et géochimique d'une diatexite vers une roche granitique dans la Sous-province d'Ashuanipi. Le fondu extrait après la fusion partielle était redistribué à l'intérieur de larges sites à basse pression, où il sera par la suite contaminé par les roches résiduelles qu'il traverse. La fraction solide et la fraction fondue dans le magma de diatexite se séparent progressivement durant l'écoulement magmatique afin de générer des diatexites enrichies en cristaux et des diatexites enrichies en fondu. La diatexite enrichie en plagioclase est une roche contaminée riche en cumulât et contient principalement des plagioclses résiduels et des plagioclases précoces ayant cristallisé à partir du fondu anatectique, alors que la diatexite enrichie en K-feldspath est considérée comme le liquide putatif extrait de la diatexite-enrichi en plagioclase. La diatexite enrichie en plagioclases et en K-feldspath a une composition proche du fondu anatectique contaminé. La plupart des magmas de la diatexite dans la Sous province d'Ashuanipi sont modifiés par les effets de la cristallisation fractionnée et très peu de magmas préservent la composition originelle. Il existe une continuité morphologique, minéralogique et géochimique à partir des migmatites type métatexite jusqu'aux migmatites de type diatexite et aux granites anatectiques dans la Sous province d'Ashuanipi. Ceci indique que la fusion partielle et le remaniement de la croûte dans l?Ashuanipi étaient un processus intervenant dans un système ouvert à petite échelle (e.g. pluton) et probablement fermé à plus grande échelle (e.g. épaisseur de la croûte continentale).

L'objectif de cette étude menée en collaboration avec la compagnie SOQUEM était de mettre en relation la minéralisation, l'altération et la déformation au sein du gîte Eau Claire. Le gîte Eau Claire est la principale zone minéralisée de la propriété Clearwater. La propriété Clearwater est située dans la bande volcano-sédimentaire de la Rivière Eastmain Inférieure dans la Sous-province de la Rivière La Grande. La zone Eau Claire est située dans la charnière d'un pli régional. La minéralisation aurifère, formée de veines de quartz-tourmaline pauvres en sulfures ainsi que de schistes à actinote-tourmaline, est encaissée dans des roches volcano-sédimentaires métamorphisées au faciès des amphibolites. Deux phases de déformation sont connues dans le secteur. La première phase est la plus intense et se traduit par un alignement préférentiel des cristaux et par un rubanement millimétrique généralement parallèles au litage produisant une fabrique composite So-Sj. La seconde, est associée à des plis droits d'orientation E-W faiblement plongeants vers l'ouest. Une fabrique (S2) subverticale et d'orientation E-W y est associée. Cette fabrique d'intensité variable se traduit tantôt par un clivage de plan axial fruste, tantôt par une schistosité bien définie par l'orientation de la biotite. Les veines de quartz-tourmaline minéralisées sont continues latéralement sur des longueurs de 90 à 150 mètres. Elles ont une direction E-W avec des pendages de 45 à 50 degrés vers le sud. Les veines montrent des variations importantes de composition et de texture. Les veines recoupent nettement la foliation principale Si et elles forment un angle de 30 à 40 degrés en pendage avec l'orientation des plans axiaux de plis P2. Les veines sont localement boudinées et plissées. Elles sont recoupées par des veines d'extension de 2e génération. Des stries de glissement ont été observées sur la surface des veines ainsi que sur les lamines de tourmaline présentes à l'intérieur des veines. Des textures de déformation et de recristallisation ont également été observées à l'intérieur des veines. Tous ces éléments portent à croire que les veines auraient subi au moins une partie, sinon la totalité de l'événement de déformation D2. L'altération associée aux veines varie selon la lithologie encaissante. Dans les métavolcanites mafiques, l'altération se présente sous forme de schistes avec des proportions variables de tourmaline, actinote et biotite. Dans les roches métasédimentaires, une tourmalinisation se superpose sur la foliation principale (S1). L'étendue des zones d'altération à tourmaline semble dépendre de la composition et de l'orientation de la schistosité par rapport à la veine. Des zones de schistes à actinote-tourmaline riches en or indépendantes des veines ont été observées. Elles sont orientées parallèlement au S2 qui y est fortement développé. Elles sont considérées comme des éléments distincts de l'altération observée en bordure des veines et pourraient correspondre à des dykes mafiques altérés et déformés. Les observations de terrain et de laboratoire ont permis d'établir une chronologie relative des événements. La mise en place des veines a été circonscrite à une période située entre un incrément tardif dans l'événement de déformation Dl et un incrément précoce dans l'événement D2. En supposant des modes de formation différents, les veines pourraient donc être reliées à l'un ou l'autre des événements de déformation. La géométrie en échelon du système de veines suggère davantage un groupe de veines en extension formées dans une zone de déformation tardi-D1. Les veines auraient ensuite été déformées pendant le deuxième épisode de déformation, mais l'orientation initiale des veines relativement proche de l'orientation des plans axiaux de plis P2 a pu limiter les effets de la déformation. Le boudinage, le plissement, les veines d'extension de 2e génération et le cisaillement qu'ont subi les veines seraient reliés à l'épisode D2. Finalement, la position de la zone Eau Claire dans la charnière du pli régional ne serait pas forcément le résultat d'un lien génétique avec la formation des veines. Cette association spatiale pourrait être expliquée par l'anisotropie créée par la zone minéralisée et son altération qui aurait provoqué la nucléation de la charnière de pli sur l'anisotropie.