<p> The Grenville Province represents the remains of a collisional orogeny ca. 1.2 - 1.0 Ga and contains the Central Metasedimentary Belt (CMB). Generally thought to represent one or more accreted island arcs, the CMB is located between belts of highgrade gneisses and contains a number of identified structural terranes. Neodymium (Nd) model ages of the high-grade gneisses on either side of the CMB yield similar values (~1.5 Ga) while the average model age within the CMB is usually more juvenile (<1.3 Ga). This distinction, along with observations about the geometrical shape of the juvenile zone, has led to the creation of an alternative model for the development of the CMB in the Grenville Province as developed by Dickin and McNutt, (2007). The new model equates the CMB with an ensimatic rift zone with an en echelon morphology consisting of a series of segments with NNE trends, separated by one or more horsts of older crustal rock. The development of the CMB under these conditions implies that restricted access to seawater may have facilitated limestone deposition prior to major biogenic influences, and thus the morphology of the rift is defined in part by the extent of the Grenville marble outcrops. </p> <p> The present study tests this model through the use of 80 new Nd isotope analyses to map the NW boundary of the CMB, known as the Central Metasedimentary Belt Boundary Zone (CMBBZ), west of Bancroft, Ontario. Within this part of the CMBBZ, the age boundary between pre-Grenvillian and juvenile gneisses is relatively sharp (1 - 4 km wide) and this age boundary makes a near 90-degree tum from a NNE trend near Minden to an E-W trend near Haliburton. Two blocks of older material are located within the juvenile terranes of the CMB, which are interpreted as being blocks of older crust rifted from the walls of the older Muskoka domain to the north of the study region. These structures are analogous to similar horsts of older crustal material found in the Afar region of East Africa. Therefore, we suggest that the locus of the CMBBZ was constrained by older structures, representing a transition from the side of a rift zone segment south of Minden, to the truncated end of this rift segment between Haliburton and Bancroft. Hence, the detailed structure of the CMBBZ in this region provides further evidence in support of the rift zone model. </p> / Thesis / Master of Science (MSc)

La propriété de graphite des lacs Guéret et Guinécourt est localisée à environ 300 km au nord-nord-ouest de la ville de Baie-Comeau. Cette propriété se situe dans le Terrane de Gagnon, dans la région Parautochtone de la Province de Grenville. Ce secteur n'est pas étranger à l'exploration minière. En effet, dans les années 1950, plusieurs travaux furent menés, le but de ceux-ci étant de définir le potentiel en formations de fer apparentées à celles du Groupe de Knob Lake comme celles trouvées à Fermont, Labrador City, Schefferville et Gagnon. Puis au début des années 2000, après un hiatus de quarante années, de grandes quantités de graphite furent mises au jour par les compagnies Exploration Esbec, Quinto Technology Inc. et SOQUEM Inc.. On dénombre trois types de graphite dans la région, soit du graphite macrocristallin, du graphite microcristallin et du graphite en veine. La minéralisation graphiteuse est contrôlée par la Formation de Menihek du Groupe de Knob Lake et confinée dans celle-ci. Les trois types de graphite ont une distribution particulière à l'intérieur de la Formation de Menihek. Le graphite macrocristallin est associé à un schiste quartzo-feldspathique tandis que le graphite microcristallin et celui en veine sont associés à un méta-mudstone graphiteux. Le contrôle stratigraphique du graphite s'observe tant au niveau local qu'au niveau régional, soit entre les lacs Guinécourt au Québec et Wabush Lake au Labrador. L'étude de la répatition des gisements de graphite en comparaison avec les types de formations de fer de la Formation de Sokoman a permis l'élaboration d'un outil d'exploration. Cet outil est minéralurgique et met en compte la dichotomie existante entre le graphite et l'hématite. Cette dichotomie montre que la minéralisation graphiteuse est absente lorsqu'il y a présence d'hématite primaire. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Graphite, Hématite, Dichotomie, Formations de fer, Province de Grenville, Terrane de Gagnon, Groupe de Knob Lake.

Dans une perspective d'avenir pour le développement durable, les gisements de zinc non-sulfurés seront favorisés relativement aux gisements sulfurés conventionnels. Les marbres mésoprotérozoïques du Supergroupe de Grenville ainsi que leurs équivalents dans les terrains grenvilliens exposés au New Jersey contiennent deux types de minéralisations zincifères SEDEX : (1) Les gisements plus communs et compris de zinc sulfuré SEDEX (i.e. district de classe-mondial de Balmat-Edwards, New York), et (2) les gisements hypogènes et stratiformes rares, et moins compris, de zinc non-sulfuré (i.e. gisements de classe-mondial de Franklin et Sterling Hill, New Jersey). La rareté et la localisation isolée des gisements de Franklin et Sterling Hill ne permettent pas d'imaginer une relation entre les gisements SEDEX sulfurés et non-sulfurés de zinc. Cependant, un horizon de marbre contenant un oxyde de zinc est présent près du village de Bryson (Québec), à environ 30 kilomètres au nord du gisement SEDEX de zinc sulfuré de Cadieux (Renfrew, Ontario). La région de Bryson-Renfrew nous offre conséquemment l'opportunité d'étudier la relation pouvant exister entre les deux pôles de minéralisation zincifère SEDEX. La région de Bryson-Renfrew est caractérisée par (1) une abondance de marbres dolomitiques pures, (2) par la présence d'horizons stratiformes d'anhydrite ainsi que (3) par des niveaux riches en magnésium (i.e. brucite). De telles caractéristiques indiquent une précipitation de carbonates dans un environnement évaporitique peu profond. Ce type d'environnement est typique des gisements SEDEX de zinc sulfuré du type McArthur (i.e. district de Balmat-Edwards). La région de Bryson-Renfrew contient plusieurs indices de zinc sulfuré, associés aux unités de marbres dolomitiques riches en minéraux silicatés. Elle contient aussi plusieurs indices de zinc non-sulfuré également encaissées dans des marbres dolomitiques riches en silicates. Ainsi, les minéralisations SEDEX zincifères non-sulfurés et sulfurés de zinc se forment dans un environnement géologique similaire. Les études pétrographiques sur l'assemblage zincifère non-sulfuré révèlent des exsolutions dendritiques de wurtzite/sphalerite dans des grains de magnétite. De plus, des analyses de diffraction au rayons-X et à la microsonde révèlent que le silicate zincifère est une serpentine contenant jusqu'à 4.31% de ZnO. D'autres serpentines sont plutôt caractérisées par la présence d'inclusions fines de pyrophanite zincifère ((Fe,Mg,Zn,Mn)TiO3) , une ilmenite zincifère rare mais connue aux gisements de Franklin et Sterling Hill. Les exsolutions dendritiques de wurtzite/sphalerite sont interprétés comme résultant de la déstabilisation rétrograde de la franklinite. De plus, le produit d'altération de la willémite (Zn2SiO4), le principal minerai de zinc aux gisements de Franklin et Sterling Hill, résulte en une serpentine lors d'une déstabilisation métamorphique rétrograde. Des minéralisations zincifères non-sulfurées de type-Franklin sont ainsi confirmées. Un lien entre les gisements SEDEX zincifères sulfurés et non-sulfurés existe donc puisqu'ils se présentent dans le même environnement géologique. La présence de minéralisations SEDEX zincifères non-sulfurées pourrait de ce fait être expliquée et indiquer la présence d'un système exhalatif à haute température plutôt qu'un système à température moyenne déposant des sulfures de zinc. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Supergroupe de Grenville, sulfures de zinc, silicates de zinc, oxydes de zinc

<p> The Whitestone Anorthosite is a relatively small anorthosite body (160 km2 ) located within the Parry Sound structural domain, Western Grenville Province, Ontario. Both the anorthosite and the surrounding gneisses have been affected by a granulite grade metamorphic event which predates the Grenville Orogeny. The outer margin of the anorthosite body has been strongly deformed and recrystallized and is characterized by a pervasive metasomatic alteration consisting of garnet, scapolite, hornblende, apatite, biotite, sphene, carbonate and opaques. The country rock gneisses exhibit a corresponding discontinuous, and highly variable, reaction aureole. Pre-existing mafic gneisses are particularily affected, being characterized by the breakdown of orthopyroxene and hornblende, an increase in garnet, clinopyroxene, apatite and opaques, and enrichment in Fe, Ti and P. </p> <p> The metasomatic alteration exhibited by the Whitestone Anorthosite is thought to be due to a combination of two processes: 1. Mechanical mixing at the anorthosite/country rock contact during intense deformation (tectonic assimilation), and 2. Widespread absorption of mobile components (predominantly volatiles) from both included material and the surrounding gneisses. </p> <p>The formation of the country rock reaction aureole is a continuous solid state metamorphic process, whereby mobile components are preferentially leached from the rock leaving a mafic restite. Post-deformation cooling of the anorthosite, combined with an increased volatile flux, has imparted a polygonal mosaic texture suggestive of contact metamorphism. The typical garnet-clinopyroxene assemblage exhibited by mafic gneisses within the reaction aureole, is a consequence of the increased Fe/Mg ratio which stabilizes this assemblage at lower P, T conditions. The temperature of final equilibration and recrystallization is estimated to be 750 ± 70 °C, based on clinopyroxene-garnet geotherrnometry. </p> <p> A similar metasomatic interaction, to the one outlined in this thesis, is to be expected at all anorthosite/country rock contacts which have been overprinted by granulite metamorphism. </p> / Thesis / Master of Science (MSc)

The accretionary Mesoproterozoic Grenville Orogeny (ca. 1300 – 980 Ma) involving the Central Metasedimentary Belt is a key building block of the eastern Laurentian margin. A petrographic, mineralogical, geochemical and geochronological study of the migmatite complex in Otter Lake (QC) within the Marble Domain is used to resolve regional metamorphic and magmatic events primarily recorded in the leucosome accessory minerals (i.e. monazite). The relationship between the different stages of monazite and garnet growth and dissolution during the tectonic evolution of the orogenic history for the interpreted metasomatic (injected) and anatectic (in situ) monazite-bearing neosomes from this study supports published thermochronological work in the area and challenges the claim that the Central Metasedimentary Belt was not heated above 500 °C during the Ottawan phase. Instead, the region shows Grenville magmatic and anatectic events were overprinted by high-temperature, fluid-rich Ottawan-phase metamorphism recorded within both injected (monazite-bearing) and in situ (monazite- and garnet-bearing) neosomes.

Titre de l'écran-titre (visionné le 29 février 2024) / La Province de Grenville présente un grand potentiel prospectif pour le groupe des éléments de terres rares (ETR). Dans la région de La Tuque, les minéralisations en ETR se divisent en deux catégories : les minéralisations associées à des intrusions alcalines et les minéralisations associées à des pegmatites granitiques. Les mécanismes de formation et la source des magmas de ces pegmatites enrichies en ETR sont toutefois peu compris. Cette étude porte sur l'indice Blanchette-1, qui consiste en un dyke de pegmatite granitique riche en ETR (> 2,7 wt.%) et encaissé dans des paragneiss migmatitisés du Complexe de Wabash. La minéralisation en ETR se concentre principalement au sein d'une zone métrique riche en allanite (> 20 vol.%). Ce projet vise à déterminer la source du magma et l'âge de mise en place de cette pegmatite pour mieux caractériser cet évènement minéralisateur et sa relation avec l'évolution géodynamique de la Province de Grenville. Les zircons de quatre échantillons ont été datés (U-Pb par LA-ICP-MS) en combinaison avec la détermination de leurs signatures isotopiques en hafnium et de leurs compositions en éléments traces: la Syénite de Toad, l'intrusion alcaline la plus proche du dyke de Blanchette-1 (981,6 ± 5,6 Ma), le dyke de pegmatite de Blanchette-1 (1060,8 ± 7,0 Ma), et deux injections granitiques (1057,9 ± 8,3 et 1075,1 ± 3,8 Ma). Les âges montrent que les minéralisations en ETR associées aux syénites et aux pegmatites sont deux évènements distincts. Les analyses isotopiques d'Hf permettent d'estimer un âge modèle de ~1400 Ma pour les injections granitiques et la pegmatite de Blanchette-1. Cet âge est cohérent avec la fusion partielle des gneiss granitiques de la Suite plutonique de Vermillon. Pourtant, une étude précédente dans le Grenville central attribue la formation de pegmatites riche en ETR à la fusion de roches métasédimentaires. Puisque la fusion de roches métasédimentaires ou ignées peuvent entrainer la formation de pegmatites enrichies en ETR au sein du Grenville central, la nature de la source n'est pas le facteur clef favorisant cet enrichissement. / The Grenville Province has great prospective potential for the rare earth element (REE) group. In the La Tuque area, REE mineralization can be divided into two categories: mineralization associated with alkaline intrusions and mineralization associated with granitic pegmatites. However, the formation mechanisms and the source of the magmas of these REE-enriched pegmatites remain poorly understood. This study focuses on the Blanchette-1 showing, which consists of a REE-rich (> 2.7 wt.%) pegmatite granitic dyke hosted in migmatitic paragneiss of the Wabash Complex. The REE mineralization is mainly concentrated within an allanite-rich metric zone. This project aims to determine the magma source and crystallization age of this pegmatite to better characterize this mineralizing event and its place in the geodynamic evolution of the Grenville Province. Zircons from four samples were dated in combination with the determination of their hafnium isotopic signatures and trace element compositions: the Toad Syenite, the nearest alkaline intrusion to Blanchette-1 (981.6 ± 5,6 Ma), the Blanchette-1 pegmatite dyke (1060.8 ± 7,0 Ma), and two granitic injections (1057.9 ± 8,3 et 1075,1 ± 3.8 Ma). The ages show that REE mineralization associated with alkaline intrusions and pegmatites are two distinct events. The Hf isotope analyses allow us to estimate a model age of ~1400 Ma for the granitic injections and the Blanchette-1 pegmatite. This age is consistent with the partial melting of granitic gneisses of the Vermilion Plutonic Suite. However, a previous study in the central Grenville attributed the formation of REE-rich pegmatites to the melting of metasedimentary rocks. Since the melting of metasedimentary or igneous rocks can lead to the formation of REE-enriched pegmatites in the central Grenville, the nature of the source is not the key factor that favors this enrichment.