La propriété Lac Scott est située à environ 20 kilomètres à l'ouest de la ville de Chibougamau, dans la sous-Province de l'Abitibi. Elle est sur le flanc nord de l'anticlinal de Chibougamau et comprend les roches volcaniques directement au nord du pluton de Chibougamau. Elle est composée d'un assemblage de roches volcaniques et intrusives. La rhyolite de la Formation de Waconichi est l'hôte des quatre lentilles de sulfures massifs volcanogènes de la propriété: la lentille Selco-Scott, la lentille 800, la lentille centrale et la lentille ouest. Elles sont réparties sur deux horizons. Les lentilles Selco-Scott, 800 et ouest sont sur l'horizon Selco tandis que la lentille centrale est située sur l'horizon Nord. L'étude pétrographique de la minéralisation a permis de déterminer la distribution minéralogique à travers les différents amas minéralisés. La principale différence entre les lentilles est le pourcentage des différents minéraux. La pyrite est le minéral dominant dans toutes les lentilles. La sphalérite est le minéral économique le plus abondant, se situant entre 10 à 15%. La chalcopyrite est stable à travers les différents amas et représente environ de 5 à 10% des sulfures. Deux minéraux présentent de grandes variations de pourcentage, la magnétite et la pyrrhotite. En effet, leur distribution est variable passant de 2 à 10% pour la magnétite et de 1 à 25% pour la pyrrhotite. Les lentilles ouest et centrale sont celles qui contiennent le plus de pyrrhotite et de zones de stockwerk et les lentilles 800 et centrale sont celles qui contiennent le plus de magnétite. L'analyse des compositions des sphalérites a démontré que les lentilles centrale et ouest possèdent des sphalérites de plus haute température. La combinaison de la distribution minéralogique, du type de minéralisation et des compositions des sphalérites a permis de définir un gradient thermique des fluides dont la température augmente vers l'ouest. Les isotopes de soufre sont typiques des sulfures massifs volcanogènes archéens et ont permis de déterminer la température de formation des sulfures qui est en moyenne 275°C. La profondeur d'eau de 600 mètres de formation des amas sulfurés a pu être définie à partir de cette température d'ébullition. Le pluton de Chibougamau a eu une influence assez restreinte sur les amas minéralisés. Il a modifié leurs textures, mais il n'a pas modifié les compositions des sphalérites ni altéré les isotopes de soufre des sulfures. Le pluton a peu d'effets sur les minéralisations, il semble en équilibre chimique avec son environnement. Le métamorphisme régional a affecté les roches volcaniques de la propriété en les métamorphisant au faciès des schistes verts, mais aucun indice ne nous permet de croire qu'il a perturbé l'évolution des lentilles. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Sulfures massifs volcanogènes, Métamorphisme, Intrusion, Abitibi, Chibougamau.

Les harzburgites des complexes ophiolitiques d'Asbestos et de Thetford Mines, localisées dans le sud-est des Appalaches du Québec, ont été soumises à au moins deux phases de serpentinisation ayant permis la formation d'alliages et de sulfures de Ni-Fe-(Co). Le but de ce mémoire est de caractériser la paragenèse et la distribution de ces phases minérales. Pour ce faire, les travaux effectués ont débuté par la cartographie des lieux d'étude, soit la Mine Jeffrey d'Asbestos et la mine Lac d'Amiante à Black Lake (complexe ophiolitique de Thetford Mines), et l'observation pétrographique des échantillons recueillis. Ces observations ont démontré que les alliages de Ni-Fe-Co, nommés awaruite, sont disséminés dans la matrice de serpentine et que leur taille varie de très fine (< 1 um) dans les pseudomorphes de serpentine, à grossière (> 200 um) dans la serpentine recristallisée. Les sulfures présents sont l'heazlewoodite, Ni3S2, et la cobalt-pentlandite, (Co,Ni,Fe)9S8. Ceux-ci sont toujours présents en association avec l'awaruite. Les contacts bombés et irréguliers entre ces minéraux représentent des textures de remplacement. Les sulfures se retrouvent uniquement dans deux contextes: les halos de serpentinisation associés aux veines de chrysotile et les zones de cisaillement. Les analyses géochimiques sur roche totale ont montré un enrichissement en Fe et en Co en bordure des veines de chrysotile, tandis que le Ni a tendance à se concentrer plus loin dans le halo de serpentinisation associé à la formation de ces veines. Les variations des proportions molaires de Ni, Fe et Co dans les grains d'awaruite montrent des profils semblables. En effet, l'awaruite est enrichie en Fe et en Co lorsqu'elle est située près de la veine de chrysotile, tandis que les grains localisés plus loin dans le halo de serpentinisation sont enrichis en Ni. Le modèle proposé pour expliquer la présence de sulfures en bordure des veines de chrysotile repose sur le fait que les fluides hydrothermaux ayant percolé dans les fractures et associés à la deuxième phase de serpentinisation étaient relativement oxydants, mais qu'ils ont rapidement été réduits en pénétrant la roche. Les grains d'awaruite formés lors de la première phase de serpentinisation, déjà présents dans cette harzburgite, ont localement été mis en solution lorsqu'ils sont entrés en contact avec ces fluides. Les conditions étaient alors propices à la précipitation conjointe du Ni et du S, c'est pourquoi l'heazlewoodite a localement remplacé l'awaruite. Le Fe et le Co n'étant pas incorporés dans la structure de ce minéral, ces éléments ont été enrichis dans le fluide jusqu'à ce que la cobalt-pentlandite cristallise au dépend de l'awaruite. En comparaison, la remobilisation des grains fins d'awaruite (< 1 um) en grains grossiers (200 um), sans l'apparition de phases sulfurées, a eu lieu dans les endroits où la fugacité d'oxygène et de soufre étaient plus basses. Le même mode de formation s'applique aux sulfures situés dans les zones de cisaillement. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : ophiolite, harzburgite, serpentinisation, awaruite, heazlewoodite, cobalt-pentlandite, paragenèse, Appalaches du sud du Québec

Les roches du secteur du lac Minowean appartiennent aux Groupes de Seward et de Pistolet, entités correspondant aux séquences fluviatiles et de plate-forme du premier des deux grands cycles volcanosédimentaires de la Fosse du Labrador (2,17-2,14 Ga). L'empilement est constitué, de la base au sommet, d'arkoses et de conglomérats rouges, surmontés par des siltites grises et de rares dolomies, puis de puissants grès quartzeux, de grès dolomitiques et de dolomies, unités porteuses des minéralisations. Les rives du lac Minowean et spécialement les hauts topographiques situés à l'est sont hôtes de roches basaltiques et/ou gabbroïques et de sédiments argileux noirs, constituant des unités à corrélation stratigraphique incertaine. La relation entre les roches de plate-forme continentale, des séquences volcanogéniques de milieu marin plus profond et des brèches associées démontre l'existence probable d'une nappe de charriage dans la région. En effet, les résultats des travaux récents définissent une klippe de volcanites et de siltites riches en matière carbonée occupant le cœur du lac Minowean, avec un prolongement possible jusqu'aux roches mafiques et aux parcelles de socle connues à plus de 30 km au nord. Le cycle orogénique polyphasé trans-hudsonnien survenu à environ 1,87 Ga, a d'abord généré la mise en place d'une nappe de charriage (D1) chevauchant les roches mafiques et les sédiments pélitiques sur les unités de plate-forme continentale selon un transport du NE vers le SW. Cette déformation s'exprime par une très forte schistosité S1, à faible pendage, limitée à ces roches. Cet épisode a également occasionné un phénomène de bréchification sous la semelle (mélange tectonique) et la mise en place de méga-brèches hydrauliques par l'injection de dolomie. La tectonique de nappe a de plus généré le développement de structures cassantes à ductile-cassantes de second ordre au sein des roches de plate-forme, ayant possiblement contribué à un premier stade minéralisateur en U-Cu. Une déformation (D2) a plissé la nappe de charriage créant des plis P2 avec un léger déversement vers l'ouest des séquences du côté est du lac Minowean, plus précisément à l'endroit des minéralisations en U-Cu. Il est possible que ce déversement ait été initialisé par l'imbrication d'une importante masse gabbroïque située à l'est des indices (tardi-D2). L'accommodement de la déformation s'exprime ici par le développement d'une schistosité S2 orientée NW-SE à NNW-SSE dans les séries gréseuses et dolomitiques. Cet épisode de déformation s'accompagne d'une seconde mobilisation hydrothermale et d'une bréchification associée. L'uranium s'associe à ces failles et une remobilisation probable de celui préalablement piégé dans les brèches syn-D1 sur les sites indiciels. Une déformation D3 cassante tardive conjuguée, N040° et Nl00°, affecte la région et renferme à l'occasion des minéralisations de moindre envergure. Les minéralisations uranifères semblent donc étroitement associées aux processus de mise en place d'une nappe constituée essentiellement de roches volcaniques apparentées à celles situées à l'est de l'ancienne limite des nappes allochtones mafiques, soit la faille de chevauchement d'Argencourt. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : uranium, grès, matière carbonée, cuivre, nappe de charriage, mélange tectonique, allochtone, bréchification, Fosse du Labrador, orogène trans-hudsonien, Paléoprotérozoïque.

Pour la première fois, nous avons utilisé les isotopes de l'osmium, comme traceurs de l'empreinte environnementale d'une aluminerie Rio Tinto Alcan située au Saguenay. La technologie « précuite » de l'entreprise permet de réduire l'alumine en aluminium métallique, grâce à des anodes de carbone. Ces anodes sont consumées au cours du procédé d'électrolyse et parce qu'elles sont constituées de coke de pétrole et de brai (résidus de matières pétrolifères à l'âge géologique important) aux rapports Re/Os élevés, l'osmium qui s'y trouve est radiogénique (riche en isotope 187Os, le produit de la désintégration radioactive du 187Re). Par conséquent, il en est de même pour l'osmium présent dans les émissions atmosphériques de ce type d'industrie. Les signatures isotopiques mesurées sur les anodes et aux cheminées de l'usine sont très radiogéniques (187Os/188Os = 2,04 à 2,86). Dans l'environnement proche de l'usine, nous avons observé une forte teneur en Os dans des dépôts de surface. Elle diminue au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'usine, jusqu'à atteindre 25 ppt au point d'échantillonnage le plus proche de la limite de la propriété industrielle (la valeur moyenne pour la croûte continentale est d'environ 30 ppt). La composition isotopique des émissions atmosphériques particulaires de l'usine est donc différente des autres sources d'osmium anthropogéniques usuelles, provenant de contextes géologiques ultramafiques. L'Os est donc un bon candidat pour surveiller les émissions atmosphériques d'une aluminerie; sa signature isotopique en sortie d'usine étant sensiblement distincte de celle de l'environnement naturel (croûte continentale moyenne 187Os/188Os ~ 1.2). Pour le cas particulier de l'usine étudiée ici, la charge sédimentaire régionale (mesuré sur des niveaux pré-anthropiques d'un forage dans la Baie des Ha!-Ha!) présente une composition isotopique similaire à celle du matériel anodique, rendant plus difficile la détection d'un apport en Os provenant des anodes sur la base de la composition isotopique. Par contre, l'absence d'augmentation des teneurs en Os entre les niveaux pré-industriels et actuels tend à démontrer un faible apport anthropique (toutes sources confondues) à cet environnement sédimentaire. En tentant d'établir le bilan annuel d'osmium de l'usine G-B, nous constatons une perte d'osmium en sortie d'usine, représentant près de 65% de la quantité totale entrant en usine. Cette perte d'Os particulaire dans le bilan pourrait être expliquée par les conditions thermodynamiques du procédé d'électrolyse, qui sont favorables à une liaison entre l'osmium et le fluor, favorisant ainsi une libération de l'osmium sous forme gazeuse (OsFx) aux cheminées. Globalement, cette étude démontre que les isotopes de l'Os sont de bons traceurs de matières particulaires provenant de l'industrie de l'aluminium, et illustre l'efficacité des dispositifs de réduction des émissions atmosphériques particulaires pour l'osmium. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Osmium, isotope, géochimie isotopique, aluminerie, anode de carbone, Re-Os, émissions atmosphériques particulaires.

Cette thèse visait à mieux définir les méthodes de ciblage et apporter des éléments de réponse sur la genèse des gisements d'or de type orogénique en périphérie des grands couloirs de déformation archéens par le biais d'approches numériques novatrices. Cette thèse est présentée sous forme de trois articles. Le premier article traite de la distribution mathématique des gisements aurifères de type orogénique le long des grands couloirs de déformation. Une approche permettant de d'établir que la localisation des gisements se situant le long de structure de premier ordre n'est pas indépendante de la localisation de ses voisins a été développée. Cette approche permet de donner des éléments de réponse sur la formation de ces gisements et de générer des probabilités de découvertes à l'échelle régionale. La deuxième partie de cette présente une méthode l'évaluation du potentiel minéral sous couverture sédimentaire en 3D. Les teneurs aurifères compilées dans le secteur ont permis d'évaluer et de quantifier les relations spatiales existantes entre certaines entités géologiques et les emplacements minéralisés afin de cibler les endroits à haut potentiel. Enfin, les travaux présentés dans le dernier chapitre visent à délimiter les zones possédant une perméabilité structurale accrue lors de l'épisode de déformation contemporain à la mise en place de gisements aurifères de type orogénique. Une modélisation géomécanique 3D qui tient compte des propriétés physiques des roches a été effectuée sur un segment de faille choisi en utilisant un code d'élément fini. La déformation s'effectue en attribuant sur chaque discontinuité structurale des vecteurs ou des champs de déplacement en fonction des observations de terrain. ______________________________________________________________________________

Plusieurs composantes du cycle du carbone sont encore mal connues. On connaît particulièrement mal les flux de carbone à l'échelle continentale. Dans la présente thèse, on aborde deux types de flux, ceux d'un fleuve, en l'occurence le Saint-Laurent, vers son estuaire et ceux à l'interface eau-air d'un plan d'eau (ici, le réservoir Robert-Bourassa). La thèse se présente donc en deux volets distincts mais avec une méthodologie commune, surtout basée sur des approches isotopiques. Pour le volet fluvial, le but de l'étude est de produire une estimation annuelle des flux et des sources des formes majeures du carbone, c'est-à-dire du carbone inorganique et organique dissous ainsi que de carbone organique particulaire (CID, COD et COP respectivement), du Saint-Laurent vers son estuaire; on porte ici une attention particulière aux variations saisonnières. Pour le volet "gaz à effet de serre" (GES), l'objectif principal est de quantifier les émissions annuelles de CO2 du réservoir hydroélectrique Robert-Bourassa. Les objectifs secondaires incluent la détermination des sources du CO2 émis et de son cycle saisonnier ainsi que le développement d'un modèle de calcul isotopique de flux de CO2 à l'interface eau-air. Afin d'atteindre les objectifs des deux volets, on a eu recours à des analyses isotopiques et élémentaires, ainsi qu'à la mesure de divers paramètres physico-chimiques. Le fleuve Saint-Laurent exporte vers son estuaire de 0,10 à 0,13-10n g de COP, environ 1,38-1012 g de COD et de 5,24 à 5,54-1012 g de CID. Le COP présent dans le fleuve est majoritairement d'origine aquatique et produit dans le fleuve même. Ce qui n'est pas nécessairement le cas pour le COP des tributaires. Tandis que le COP exporté par la rivière des Outaouais vers le fleuve Saint-Laurent, est majoritairement terrigène, celui de la rivière Mascouche est majoritairement d'origine aquatique en été et terrestre en hiver. En contrepartie, le COD, qui est dix fois plus abondant que le COP, semble être majoritairement terrigène toute l'année aussi bien dans le fleuve Saint-Laurent que dans ses tributaires. De plus, il est fortement oxydé dans le fleuve avant son export vers l'estuaire sauf durant l'hiver. Durant l'été et l'automne c'est jusqu'à 25% du COD qui entre dans le fleuve qui est oxydé. Annuellement, cette perte de COD représente près de 10% du COD exporté vers l'estuaire. Les sources et le cycle saisonnier du CID a été traité antérieurement. Quoi qu'il en soit, la présente étude démontre que les flux instantanés de carbone du fleuve Saint-Laurent vers son estuaire peuvent être estimés à partir de relations polynomials avec le débit à Québec. Dans le réservoir Robert-Bourassa, le CO2 émis à la surface est essentiellement issu de la dégradation et de l'oxydation de la matière organique dissoute (MOD), dans la colonne d'eau du réservoir. Cette MOD provient principalement du bassin de drainage du réservoir et est relativement "jeune". L'activité photosynthétique ne semble pas ici influencer de façon importante les signatures isotopiques du CID et du COD. Ainsi, les signatures isotopiques observées à un moment quelconque de la journée, sur l'ensemble du réservoir, sont-elles considérées représentatives de celles de l'ensemble de la journée. Les résultats de cet échantillonnage indiquent que la production de CO2 est faible sur la moitié de la surface du réservoir et forte pour l'autre moitié. L'hiver, la dégradation de la MOD paraît fortement réduite puis, au printemps, la MOD fraîche accumulée au cours de l'hiver semble fortement dégradé lors de la débâcle. On retiendra aussi, qu'en été, le réservoir Robert-Bourassa s'apparente aussi bien isotopiquement que physico-chimiquement à un lac profond du Moyen Nord québécois. Le modèle isotopique de calcul de flux de CO2 révèle un flux moyen de CO2 à l'interface eau-air du réservoir Robert-Bourassa de l,04±0,21-1011 g de CO2 en 2000 et de l,89±0,40-1011 g de CO2 en 2001. La perte annuelle de CO2 aux turbines a été estimée à 3,3±2,2 xl011 g de CO2 soit à 50 à 80% des émissions totales de CO2 qui s'élèverait annuellement à 4,64 à 5,79-1011 g de CO2. Les pertes de CO2 à la débâcle printanière semblent ici négligeables (5 à 10% des émissions totales annuelles).

Trois longues séquences sédimentaires ont été prélevées dans l'estuaire du St-Laurent (MD99-2220 et MD99-2221) et le fjord du Saguenay (MD99-2222) dans le cadre du programme international IMAGES {International Marine Past Global Change Study), en 1999, afin 1) de reconstuire les variations holocènes d'orientation et d'intensité du champ magnétique terrestre, 2) d'établir une chronostratigraphie holocène pour les séquences sédimentaires de l'est du Canada, 3) de déterminer la fréquence des événements accidentels tels que les crues et le séismes survenus au cours de l'Holocène dans le fjord du Saguenay et 4) de développer des traceurs sédimentologiques et/ou magnétiques des variations climatiques holocènes décennales à millénaires dans l'estuaire du St-Laurent. Les propriétés magnétiques des carottes MD99-2220 et MD99-2221 ainsi que 13 datations au 14C ont permis d'établir une chronostratigraphie pour les derniers 8 500 ans dans l'est du Canada. Les variations d'orientation du champ magnétique terrestre (inclinaison et déclinaison) enregistrées dans les sédiments de la carotte MD99-2220 peuvent être corrélées avec celles d'enregistrements lacustres nord-américains et indiquent que les décalages temporels observés entre les différents enregistrements sont probablement liés aux différentes chronologies plutôt qu'à la dérive de la composante non-dipolaire du champ magnétique terrestre. De façon similaire, les fluctuations séculaires à millénaires de l'intensité du champ magnétique terrestre enregistrées dans les sédiments de la carotte MD99-2220 peuvent être corrélées avec celles d'enregistrements lacustres nord-américains et européens. De plus, la corrélation entre les fluctuations de l'intensité du champ magnétique terrestre et le taux de production d'isotopes cosmogéniques tels le 14C et le 10Be, au cours de l'Holocène, confirme que l'intensité du champ magnétique terrestre module le taux de production de ces isotopes à des échelles de temps séculaire à millénaire. Les propriétés magnétiques, sédimentologiques et physiques de la carotte MD99-2222 ont permis de mettre en évidence la présence d'au moins 14 couches accidentelles mises en place au cours des derniers 7200 ans dans le fjord du Saguenay. Ces couches sont facilement identifiables par leur couleur gris pâle et par leurs bases sableuses qui diffèrent fortement des sédiments très foncés et « bioturbés » mis en place sous des conditions plus stables. Des analyses aux rayons-X et granulométriques, réalisées à maille serrée dans chacune des couches accidentelles, ont permis de déterminer leur mécanisme de dépôt. L'ensemble des données ainsi que la situation géologique et sédimentologique du fjord du Saguenay laissent croire que la grande majorité de ces couches auraient été déposées à la suite de séismes de magnitude élevée. Nos résultats illustrent ainsi que la fréquence des séismes majeurs dans le fjord du Saguenay aurait grandement diminué depuis -4000 ans, ce qui est en accord avec une modélisation numérique qui montre que la réactivation des failles, en raison de l'allégement glacio-isostatique post-glaciaire, aurait eu lieu principalement entre ~7000 et 4000 ans. Finalement, l'analyse à maille serrée de la granulométrie des sédiments de la carotte MD99-2220 et d'une carotte boîte, prélevée au même site dans l'estuaire du St-Laurent, a permis de développer un traceur du débit printanier du fleuve St-Laurent. Nos résultats indiquent qu'un débit printanier élevé accroît le transport et le dépôt de silts dans l'estuaire du St-Laurent. Ainsi, des fluctuations décennales du débit printanier et quelques événements exceptionnels ont-il été décelés à partir du pourcentage de silt au cours des derniers 800 ans. Des variations décennales des températures hivernales de l'eau de surface de l'estuaire du St-Laurent ont aussi été observées et indiquent une variabilité importante des conditions hivernales dans l'est du Canada au cours des derniers siècles. De plus, un changement concomitant des moyennes du pourcentage de silt et des températures de surface a été enregistré vers ~500 années cal. BP. La date de ce changement synchrone ainsi que la baisse subséquente des températures de surface marquent probablement le début du Petit Âge Glaciaire. Le pourcentage de silt est également corrélé à un indice de l'oscillation nord-atlantique de 1865 à 2000, ce qui laisse croire que les précipitations dans le bassin versant des Grands-Lacs/fleuve St-Laurent auraient pu être influencées par l'oscillation nord-atlantique au cours des derniers siècles. Par ailleurs, le pourcentage de silt met en évidence une augmentation importante de la fréquence des fortes crues printanières, depuis 1975.

Le Vanadium produit dans le monde est issus à près de 90% de complexes ignés comme celui du Bushveld en Afrique du Sud. Le Complexe de la Rivière Bell est localisé dans le camp minier de Matagami, au nord de la province d'Abitibi. C'est une intrusion litée de 750km2, d'âge 2725Ma qui présente un potentiel en vanadium, fer et titane. La partie ouest du complexe, entourée de gisements de sulfures massifs volcanogènes, présente une base de gabbros, une zone supérieure litée de gabbronorites contenant des lits d'oxydes à Fe-Ti-V, surmontée par une zone de granophyres. La zone d'oxydes, hôte des minéralisations en vanadium fut jusqu'à présent peu étudiée. La zone litée est marquée par un métamorphisme rétrograde au faciès amphibolite à schistes verts. Elle comprend des lits d'oxydes massifs et semi-massifs globalement orientés Est-Ouest, à pendage subvertical et à polarité vers le Nord. Elle contient également des séquences de gabbronorites mélanocrates à leucocrates, à oxydes disséminés. Les zones d'oxydes ont une épaisseur jusqu'à 200m avec des lits centimétriques à décimétriques, dont les teneurs moyennes de 27,3% Fe, 39,04% Fe2O3, 6,55% TiO2 et 0,42% V2O5. On observe plusieurs séquences magmatiques primaires, directement liées au processus de cristallisation fractionnée. Une phase tardimagmatique de bréchification, donnant des brèches à ciment de gabbronorites pegmatitiques, est présente au sommet de la zone litée. Les oxydes présents dans la zone litée sont l'ilménite et la titanomagnétite. La titanomagnétite présente des exsolutions d'ilménite en treillis associées à de l'ulvöspinelle et de l'hercynite. Le vanadium est inclus dans la structure cristalline de la magnétite où les ions V3+ vont remplacer les ions Fe3+. Les observations texturales et les analyses géochimiques montrent que la zone supérieure litée du Complexe de la Rivière Bell est vraisemblablement issus d'une injection de magma mafique associée à un mélange avec un liquide résiduel enrichi en V-Fe-Ti. Ce mélange est possiblement issu de la zone de gabbros massifs sous-jacente. Plusieurs particularités distinguent le Complexe de la Rivière Bell d'autres complexes connus dans le monde comme celui du Bushveld, impliquant une mise en place avec un fort contraste thermique, vraisemblablement à faible profondeur. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : gisement de vanadium, complexe mafique, titanomagnétite, litage magmatique, cristallisation fractionnée.

Le secteur de Monsabrais est un centre volcano-plutonique situé au nord-ouest du Groupe de Blake River. Il est situé entre les réseaux de failles internes et externes de la caldeira de Misema, basée sur le modèle de méga-caldeira pour le Groupe de Blake River. La présence d'une séquence volcanique recoupée par un essaim de dykes radiaux et concentriques autour de la suite plutonique de Monsabrais est un facteur clé du secteur. Cet environnement est généralement très favorable pour la formation de minéralisations volcanogènes. Le projet avait pour objectif principal la mise en place et le rôle génétique des dykes sur la minéralisation. Une série de techniques ont été utilisées: cartographie et échantillonnage, étude pétrographique des échantillons frais, altérés et minéralisés, lithogéochimie des dykes et des roches encaissantes, et étude des sulfures basée sur la signature des éléments traces analysés par LA-ICP-MS. Comme résultat de l'application de ces techniques, il est possible de déterminer le caractère co-magmatique de ce système volcano-plutonique de composition intermédiaire et d'affinité magmatique transitionnelle. Les lithologies intrusives sont: dykes majeurs, dykes équigranulaires, dykes porphyriques, la suite plutonique de Monsabrais et les dykes aplitiques. Les dykes majeurs sont interprétés comme des conduits d'alimentation de la séquence volcanique. La suite plutonique de composition gabbroique à granodioritique recoupe les unités précédentes. Les dykes aplitiques de composition granodioritique à granitique sont une phase plus felsique et tardive du pluton. Les dykes équigranulaires et porphyriques recoupent les autres lithologies, et ont la même composition que le pluton, mais se distinguent texturalement par leur granulométrie plus fine. L'altération hydrothermale a une distribution diffuse interprétée comme résultant de la superposition de zones d'altération semi-conformes. Les zones d'altération sont envahissantes et se manifestent sous la forme des minéraux suivants: quartz, épidote, chlorite et carbonate. Les veines de quartz-carbonates sont considérées comme étant syn-génétiques à l'altération hydrothermale. Ces modifications sont la conséquence de l'action des fluides hydrothermaux et du lessivage d'éléments dans une zone distale suivi par leur précipitation dans une zone proximale plus chaude. La source du fluide est interprétée comme étant l'eau de mer chauffée et possiblement des fluides hydrothermaux tardifs provenant de la suite plutonique. La minéralisation est représentée par la présence de pyrite, de pyrrhotite et de chalcopyrite sous trois formes: disséminée dans la matrice de la roche, en remplissage d'amygdules et moins communément dans les veines de quartzcarbonate. La classification texturale des pyrites met en évidence deux familles qui partagent les mêmes signatures géochimiques. La pyrrhotite a une signature géochimique similaire à celle des pyrites, attestant que les sulfures résultent d'un même événement hydrothermal. De plus, ces textures et signatures géochimiques sont comparables à celles d'autres gisements volcanogènes connus. Le modèle d'évolution définit le complexe de Monsabrais comme un événement magmatique formé en deux étapes. Un premier événement extrusif responsable de la formation de la séquence volcanique, où les dykes majeurs étaient des conduits nourriciers du magma. Le deuxième événement magmatique est responsable de la mise en place de la suite plutonique. Les autres dykes sont mis en place pendant les deux événements. Ces caractéristiques appuient la présence d'une ou plusieurs chambres magmatiques. L'activité hydrothermale résulte pour la plupart de la percolation d'eau de mer durant l'édification volcanique sous marine. - The Monsabrais area is a volcano-plutonic center located at the Northwest of the Blake River Group. It is situated between the inner and outer ring faults of the interpreted Misema Caldera based on the mega caldera complex model for the Blake River. The presence of a volcanic sequence intruded by a swarm of radial and concentric dykes within the plutonic suite of Monsabrais is the key features of the sector, and commonly very favourable for volcanogenic mineralization. The project had for main objective the establishment of the genetic role of the dykes on the mineralization. A series of techniques were used: mapping and sampling, pétrographie study of fresh and altered and mineralized samples, lithogeochemistry of dykes and host rocks and sulfide studies based on trace element signature yields by LA-ICP-MS. As result of the application of those techniques, it is possible to determine the co-magmatic character of this predominant intermediate, transitional magmaticvolcanic system. The intrusive lithologies are: major dykes, equigranular dykes, porphyritic dykes, Monsabrais plutonic suite and aplitic dykes. The major gabbroic dykes are interpreted as feeder conduits for the volcanic sequence. The gabbro to granodiorite plutonic suite crosscuts the precedent units. The granodiorite to granite aplitic dykes are a late and felsic phase from the pluton. The equigranular and porphyritic dykes have the same plutonic composition but a finer granulometry and occur crosscutting the other lithologies. The hydrothermal alteration has a random distribution interpreted as resulting from the analogous overprinting of semi-conformable alteration zones. The alteration zones are represented by the pervasive alteration of the following minerals: quartz, epidote, chlorite and carbonate. The quartz-carbonate veins are considered as related to the alteration zone genesis. Those alterations are the consequence of the distal leaching of elements from the rocks by hydrothermal fluids and the following precipitation of those elements in a proximal, hotter zone. The fluid source is interpreted as heated sea water and possibly later magmaticfluids from the plutonic suite. The mineralization is manifested by the occurrence of pyrite, pyrrhotite and chalcopyrite that occur on the area in three forms: disseminated in the whole rock, filling amygdules and less recurrent in quartz-carbonate veins. The pyrite defines texturally two families that share similar elemental signatures. The pyrrhotite has similar elemental signature to the pyrite families, evidencing that sulfides result from the same event. These are chemically and texturally comparable to other known volcanogenic deposits. Evolution model defines the Monsabrais complex as a two stage magmatic event. A first extrusive event is responsible for the formation of the volcanic sequence, fed by the major dykes. The second magmatic event is responsible for the plutonic suite emplacement. The other dykes are emplaced continuously during and between both events. Those features support the presence of one or more magmatic chambers in a volcanic center with complex and long evolution magmatism. Hydrothermal activity, mostly by seawater percolation was related to the volcanic edification under water.

La stabilité de pentes rocheuses, d'ouvertures souterraines et d'autres ouvrages aménagés en massifs rocheux fortement fracturés peut présenter des risques à cause d'un mode de rupture inusité : le développement de zones d'instabilité en kink (ZIK). Bien que ce type d'instabilité a été reconnu et observé, la conception géomécanique d'ouvrages dans ces milieux ne tient compte que très rarement d'un tel mode de rupture et très peu d'études ont porté sur ce problème. La présente recherche analyse les conditions critiques menant à ce type d'instabilité et propose un critère de rupture permettant de déterminer sa résistance au cisaillement au pic. Tout d'abord, des simulations numériques utilisant le code de programmation UDEC ont relié la dilatance du massif rocheux fracturé durant la déformation au développement des ZIK et à leur résistance. Ainsi, le développement des ZIK est toujours associé à une importante dilatance du système. De plus, il ressort que le taux de dilatance est fonction de la géométrie des ZIK. Ces observations ont alors permis le développement d'un critère de rupture. Ce dernier est basé sur des considérations énergétiques et il permet de calculer la résistance au cisaillement au pic des zones d'instabilité en kink « %, » en fonction de la contrainte normale appliquée « ? », de la dilatance du système « ? » et de la friction interne « ? » : Finalement, les simulations numériques systématiques en chargement biaxial ont permis de déterminer des relations statistiques associant la géométrie du réseau de fracture à la géométrie des ZIK qui s'y développent. Ainsi, l'inclinaison et l'épaisseur des ZIK peuvent être estimées à partir uniquement de l'orientation de la fracturation et de la friction de surface des joints. Ces éléments géométriques permettent de calculer l'angle de dilatance des ZIK, donc leur résistance.