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.

En dépit des études sur les gisements de type turbidite-hosted gold deposit en Nouvelle-Écosse au Canada et à Central Victoria et à New South Wales en Australie, il demeure la problématique de la détermination de la source du fluide minéralisateur (magmatique versus métamorphique) et du mécanisme de mise en place des VPS (Veines Parallèles à la Stratification) aurifères. Les gisements de Jinping sont les premiers de ce type découverts en Chine. Elles sont encaissées dans des roches sédimentaires détritiques de très faible degré de métamorphisme et sans intrusion magmatique formellement identifiée. La zone d'étude a été structurée par l'orogenèse calédonienne (760-375 Ma) qui s'est traduite par des plissements régionaux ouverts et par des failles et zones de cisaillement d'azimut NE. Les roches encaissantes appartiennent au Groupe de Xiajiang (1000-800 Ma) à la base duquel se situe le gisement de Pingqiu avec Huaqiao un peu plus au-dessus. Sur chacun de ces sites, Ses VPS aurifères sont localisées en zone charnière des plis secondaires affectés sur les flancs par des failles ou zones de cisaillement à fort pendage convergent vers l'extrados et à mouvement fini normal à Pingqiu, mais à pendage NO et à mouvement apparent inverse (réactivation dextre) à Huaqiao. Les plis régionaux et secondaires sont cylindriques, droits, ouverts à fermés et à axes subhorizontaux. Des culminations (structures en dômes et bassins) ont été identifiées à partir de l'analyse stéréographique. L'étude pétrographique des roches encaissantes à partir des structures sédimentaires de granoclassement, de stratifications entrecroisées, de laminations et d'empreinte de charge, a confirmé leur caractère turbiditique. En zone charnière de pli, elles contiennent des structures S/C suivi de boudinage à l'éponte des veines et auxquelles se surimposent des stylolites développés sur des plans parallèles à la stratification. Les inclusions de roches encaissantes présentes dans les veines de quartz comportent également des structures S/C. La déformation de l'éponte qui ne présente pas d'altération significative, est asymétrique par rapport à la veine. L'étude microstructurale de la VPS individuelle a révélé quatre générations de quartz : quartz1, quartz2, quartz3 et quartz4. Le quartz1 est à structure S/C et a précédé la formation du quartz2. Les cristaux constitutifs de ce dernier sont disposés en pli en chevron à plan axial parallèle à la S0 (surface de stratification). L'or natif se retrouve associé aux sous-grains de quartz1, aux limites de grains de quartz2. Quant au quartz3, il résulte de la recristallisation des deux précédents. L'altération à quartz-chloriteséricite ±carbonate±fuschite et les sulfures composés de pyrite, arsénopyrite, chalcopyrite, sphalérite et galène lui sont associés avec souvent de l'or natif. Le quartz4 représente des veinules microscopiques tardives. L'analyse de la zone de cisaillement contiguë à la VPS a permis d'identifier les mêmes paragenèses d'altération et métalliques que dans le quartz3 à or natif précipité dans les défauts cristallins et texturaux de la pyrite et de l'arsénopyrite. Des microcisaillements connectés au quartz3 aurifère contiennent, dans le plan-C, de la monazite qui est aussi incluse dans les sulfures de même que l'or natif. L'assemblage y est à or-arsénopyrite-chalcopyrite, or-pyrite-sphalérite. En choisissant le système fer-zinc-arsénique, des conditions de températures de 325 à 375 °C et un log aS2 de -8,5 à -4,5 ont pu être interprétées pour le fluide minéralisateur. L'étude pétrographique des inclusions fluides a servi à identifier, pour le même FIA (Fluid Inclusion Assemblage) dans le quartz2 et le quartz inclus dans les pyrites et arsénopyrites parfois aurifères ou dans les minéraux d'altération : les inclusions fluides aqueuses carboniques 1F1a, carboniques 1Flb et aqueux ou carbonique IF3. L'immiscibilité a été établie pour la formation syngénétique de 1F1a et IF1b. Les analyses microthermométriques complétées par la spectrométrie de Raman sur ces deux types principaux d'inclusion fluide en relation avec la cristallisation et potentiellement la minéralisation aurifère, a suggéré la composion du fluide hydrothermal. Il s'agît de fluide du système H2O-CO2-NaCI±CaCl2±KCI, de faible salinité (<10 % en poids de NaCI équiv.) contenant accessoirement dans la phase gazeuse carbonique du N2, du CH4, du H2S et du SO2. L'immiscibilité pour les lF1 a autorisé l'utilisation de la Th (température d'homogénéisation totale) minimale (256oC) dans le diagramme P-T des isochores pour déduire des conditions de pression de 1,8 à 3,8 kbar. Les conditions de température déterminées à partir des paragenèses métalliques et de la microthermométrie sont de 275 à 375 °C. Les diagrammes ETR, multiéléments étendus et surtout ternaires Th-Sc-Zr/10 situent les roches encaissantes des VPS aurifères dans un contexte tectonique d'arc insulaire continental. Quant à la géochimie isotopique, elle suggère la mise en place des VPS aurifères entre 407 et 514 ± 2 à 9 Ma (Rb/Sr), à partir de fluide hydrothermal d'origine magmatique (valeurs é18OMD : 6,2 à 9,3 %o / -63 à -93 %o) provenant de roches de croûte protérozoïque (rapports initiaux 87Sr/86Sr entre 0,711 et 0,713). À l'issu de cette étude, il est proposé pour Jinping, un modèle qui intègre les principales composantes des gisements de type turbidite-hosted gold deposit. Elle envisage un rôle dynamique, en plus de celui de source de fluide minéralisateur à l'intrusion magmatique qui semble la source la plus plausible. Elle aurait permis l?activation des failles et zones de cisaillement qui auraient conduit (au lieu d'une simple réactivation) le fluide hydrothermal minéralisateur, après son séjour dans les roches encaissantes jusqu'en zone charnière. Ce processus répété de façon cyclique permettrait l'enrichissement continu de la VPS. À Jinping, le mécanisme de plissement impliqué est celui de déformation de charnière contrairement à la déformation de flanc communément proposée à Central Victoria et à New South Wales en Australie et en Nouvelle-Ecosse au Canada pour des gisements similaires.

La région de Delta, située dans la partie centrale de la ceinture de Cape-Smith, contient plusieurs types de minéralisations de Ni-Cu riches en EGP. Dans le filon couche différencié Delta 3, une minéralisation Ni-Cu et EGP pseudo-stratiforme est associée à un niveau de gabbro riche en pyroxène de granulométrie grossière à pegmatoïdale. Cet horizon se suit pendant 2 kilomètres et se retrouve quelques mètres au-dessus de l'apparition de litage magmatique rythmique dans les séquences de roches gabbroïques. Dans cet horizon, les silicates sont intensivement altérés, mais les textures primaires sont bien préservées. Le gabbro minéralisé contient entre 5 et 15% de sulfures qui occupent une position interstitielle aux silicates et les remplacent partiellement le long des bordures et des plans de clivage. Une altération plus intense (biotite et hornblende verte) dans l'horizon minéralisé est notée ainsi que la présence de veines de quartz-plagioclase et de veinules de chalcopyrite. Ces dernières impliquent une circulation de fluides hydrothermaux qui ont probablement redistribués et concentrés les éléments plus mobiles tels le Cu et le Pd. Au sud de cette intrusion, les zones minéralisées D8 et D9, sont situées le long d'une zone de cisaillement qui recoupe partiellement la base du Delta 3 et le sommet de l'ensemble intrusif formé par les intrusions Delta lC, qui est gabbroïque et les intrusions 2C et 2C, qui sont tardifs et de composition ultramafïque. Ces zones minéralisées contiennent chacune une lentille de sulfures massifs, des veines et des disséminations de sulfures riches en Cu situées dans les roches encaissantes à ces lentilles et finalement des gouttelettes de sulfures de Ni et de Cu dans un granophyre. Les lentilles de sulfures massifs possèdent une minéralogie simple et sont formées essentiellement de pyrrhotite, de pentlandite, de chalcopyrite et plus rarement de pyrite, de cubanite et de minéraux d'EGP. Les contacts des sulfures massifs avec les roches encaissantes sont très nets et marqués par un enrichissement en chalcopyrite. Les sulfures massifs contiennent des petites inclusions de granophyre partiellement digérées par les sulfures et parfois intensément altérées en biotite et en carbonates. Ce granophyre se retrouve sous forme d'unité distincte dans l'extension latérale aux lentilles de sulfures massifs. Les observations pétrographiques et les résultats géochimiques de ce granophyre semblent indiquer qu'il s'est formé suite à la fusion partielle ou totale des sédiments que l'on retrouve dans la région immédiate. L'unité de granophyre retrouvée dans la zone D8 contient des amas ovoïdes centimétriques constitués de sulfures riches en Ni, en Cu, en Pd et en Pt qui ressemblent à des gouttelettes d'immiscibilité d'un liquide sulfuré dans un liquide silicate. Les études géochimiques et minéragraphiques indiquent que les sulfures massifs semblent avoir comme origine un liquide sulfuré magmatique qui, lors de sa cristallisation, s'est fractionné en deux parties: une partie inférieure riche en éléments du groupe Ir (Ir, Os, Ru) et en Rh, et une partie supérieure pauvre de ces éléments. Le contact entre ces deux parties est très net et est caractérisé par une différence notable des teneurs en ces éléments de part et d'autre. La situation des lentilles de sulfures massifs le long d'une zone de cisaillement et l'absence d'une intrusion ultramafique hôte invoquent une remobilisation de ces amas. Cette remobilisation s'est probablement effectuée avant la cristallisation finale du liquide sulfuré afin de permettre le fractionnement des EGP lors de sa cristallisation. Dans les roches encaissantes aux lentilles de sulfures massifs, des veines enrichies en Cu, en Pd, en Pt et parfois en Au sont présentes. Le contenu parfois élevé en Pd et en Cu et leur position dans des veines de quartz-plagioclase préexistantes et dans des cisaillements, font intervenir la circulation d'un fluide hydrothermal capable de transporter ces éléments à une étape tardive dans l'histoire de cette minéralisation. La source de ces éléments semble être les sulfures massifs.

Le Pluton de Chibougamau principalement composé de tonalite, leucotonalite et diorite recoupe l'assemblage volcanosédimentaire de la région de Chibougamau et montre une zonation produite par la prédominance des phases mafiques en bordure et des phases leucocratiques au centre. La partie sud-ouest du Pluton est recoupée par la brèche du canton de Queylus et la brèche de la péninsule Devlin. La brèche du canton de Queylus, associée à une phase homogranulaire de la tonalite du Pluton de Chibougamau, est caractérisée par la présence d'une zone fragmentale au centre et d'une zone de fractures qui s'irradient dans les roches encaissantes. La matrice composée de poussière de roche a subi une forte tourmalinisation et les fragments anguleux à sub-arrondis proviennent des roches encaissantes. Tout le système montre une forte altération potassique et un réseau de fractures en stockwork transporte en quantité moindre de la pyrite, de la chalcopyrite et de la magnétite. La brèche de la péninsule Devlin, associée à une phase porphyrique du Pluton de Chibougamau, est composée d'une multitude de fragments de tonalite et d'anorthosite, et de quatre types de matrices qui se différencient les unes des autres par leurs composantes minéralogiques. Ces matrices forment une zonation concentrique autour d'un noyau de quartz. Ce système est caractérisé par une forte altération propylitique et la présence d'un dépôt tabulaire de cuivre qui recoupe l'ensemble du système bréchique. Ces deux systèmes de brèche se sont probablement mis en place sous l'action d'un mécanisme de bréchification engendré par une série de pulsations magmatiques. Ce modèle permet d'expliquer les principales caractéristiques physiques observées dans chaque système. Les deux brèches associées à un intrusif archéen montrent plusieurs caractéristiques qui nous permettent de les comparer avantageusement aux systèmes de porphyres cuprifères retrouvés dans les roches mésozoïques et cénozoïques.

Ce projet de maîtrise est issu d'une coilaboration entre le CERM de l'UQAC et la compagnie Les ressources d'Arianne Inc. I! avait pour but de situer la minéralisation aurifère dans un cadre géodynamique pour développer des guides pour l'exploration. Spécifiquement, quatre indices aurifères (Chino, Zone Contact, Isabelle et Bull) distribués sur la propriété Opinaca ont été étudiés en détail. Parallèlement, les lithologies, les fabriques planaires et les minéraux du métamorphisme ont aussi été étudiés pour préciser le cadre régional. Les minéralisations aurifères sont distribuées de part et d'autre d'un contact entre un domaine principalement sédimentaire au nord et un domaine essentiellement volcanique au sud. L'or est encaissé à l'intérieur de veines de quartz plissées ou boudinées ainsi qu'au sein d'un stockwerk riche en pyrite. Malgré leurs différences apparentes, les indices étudiés ont tous subi la déformation reliée à l'événement principal D2 ainsi que les événements subséquents de déformation, du métamorphisme régional et d'altérations hydrothermales potassique et en carbonate. La minéralogie des veines et des stockwerks ainsi que les textures et la géochimie des pyrites aurifères sont également similaires. Ces similarités indiquent que les minéralisations sont cogénétiques. Ces minéralisations aurifères ont un autre trait commun important. Elles sont toutes reliées à du magmatisme magnésien exprimé sous forme de dykes mafiques à ultramafiques. La relation spatiale entre ces dykes et la minéralisation a été établie pour chacun des indices étudiés. Chronologiquement, les dykes et les minéraiisations ont subi les mêmes événements de déformation et de métamorphisme. Alors que la majorité des dykes à proximité des minéralisations ont subi l'altération hydrothermale reiiée à la minéralisation, certains dykes à l'indice Zone Contact recoupent la zone d'altération suggérant que le magmatisme magnésien est contemporain à la minéralisation. Ce magmatisme magnésien est particulier au niveau géochimique, il possède des teneurs élevées en Mg, Cr et Ni semblables à celles de basaltes komatiitiques. Par contre, les profils multiéléments sont fractionnés avec des anomalies négatives prononcées en HFSE, atypiques pour du magmatisme magnésien. Une compilation à l'échelle de la Baie-James a permis d'identifier des intrusions similaires qui se distribuent autant à l'intérieur des ceintures de roches vertes de la Sous-province de La Grande qu'à l'intérieur des bassins métasédimentaires de la Sous-province d'Opinaca. L'ensemble de ces intrusions a été nommé l'Essaim magnésien de la Baie-James (EMBJ). Tout comme les dykes de la propriété Opinaca, l'EMBJ a des teneurs en arsenic élevées et il est localement spatialement relié à des minéralisations aurifères ainsi qu'à des zones de déformation. Une comparaison sur la base de leur signature géochimique a permis de contraindre l'affinité géochimique de l'EMBJ soit aux SHMB ou aux lamprophyres calco-alcalins. Ces dykes apparaissent donc un métallotecte pour l'exploration aurifère à la Baie-James.

La propriété Dubuisson, appartenant à ressources Métanor, se situe à la limite Ouest de la ville de Val d'Or. Elle est l'hôte de l'ancienne mine Stabell, productrice d'une faible quantité d'or et de cuivre au courant des années 1930. Plus récemment, un important décapage à permis de mettre à jour une minéralisation aurifère associée à une veine de quartz carbonate. Cette dernière est encaissée dans une zone de cisaillement à décrochement dextre recoupant un complexe intrusif polyphasé dont la phase la plus importante renferme un faciès de brèche intrusive polygénique. Les phases sont pour la plupart tardives à la déformation régionale et au pic métamorphique. Elles suivent une évolution de magmas intermédiares à felsiques d'affinité sub-alcaline vers des magmas de plus faible volumes progressivement plus mafiques et/ou alcalins. Outre l'association spatiale évidente, les relations de terrain suggèrent une certaine proximité temporelle entre Phydrothermalisme et les dernières phases magmatiques. L'assemblage métallique et une caractérisation isotopique sommaire ont permis de souligner certaines différences avec d'autres gisements filoniens plus classiques du camp minier. Certaines de ces caractéristiques sont également mentionnées dans le cas de minéralisations aurifères génétiquement liées au magmatisme, tant pour des cas archéens que des équivalents plus jeunes. Un des dykes tardifs du complexe intrusif a été daté à 2672.6 +2.1/-1.5 Ma et représenterais une nouvelle limite inférieure pour l'âge du champ de veine à quartz-carbonate dans le secteur de Val d'Or.

Ce projet de doctorat, issu d'une collaboration entre le CERM de l'UQAC et Mines Agnico-Eagle Ltée, porte sur le dépôt aurifère de la mine Lapa (2,82 Mt @ 7,43 g/t Au). L'objectif principal du projet est l'établissement des processus responsables de la mise en place de minéralisations aurifères directement localisées au sein de la Zone de Faille de Cadillac-Larder Lake (ZFCLL), ceci en définissant les relations et la chronologie entre les événements de déformation, de métamorphisme et d'hydrothermalisme. Les zones minéralisées du gisement Lapa sont encaissées principalement par les roches volcaniques trafiques et ultramafiques du Groupe de Piché, une unité spatialement associée à la ZFCLL. Les valeurs aurifères sont associées à: 1) de fines disséminations d'arsénopyrite-pyrrhotite ± pyrite; et 2) de l'or libre disséminé à l'intérieur et aux épontes de veinules de quartz ± dolomite, calcite. La signature métallique de la minéralisation montre une forte corrélation entre les teneurs en or, en arsenic et en antimoine. Le gisement Lapa possède plusieurs caractéristiques compatibles avec les gisements aurifères orogéniques, incluant: 1) son association avec une zone de faille; 2) une faible quantité de sulfures; 3) une abondance de veinules de quartz; et 4) sa forte étendue verticale. Toutefois, le gisement lapa diffère des gîtes orogéniques conventionels par le fait qu'il est directement encaissé par une zone de faille majeure ou de premier ordre. De plus, la relation spatiale entre les roches volcaniques mafiques-ultramafiques, les intrusions felsiques et les zones aurifères apporte des questionnements sur le contrôle exercé par ces lithologies sur la minéralisation. Les roches hôtes des zones minéralisées sont fortement déformées et métamorphisées à la transition des faciès schistes verts et amphibolites. La zone principale, nommée zone Contact, est localisée au contact entre les grauwackes du Groupe de Cadillac et les schistes ultramafiques du Groupe de Piché. Ce contact est caractérisé par la présence de plis d'entraînement décimétriques en «Z». La zone Contact montre une géométrie particulière de forme hélicoïdale se caractérisant par un panneau supérieur de direction ESE passant progressivement par torsion à un panneau inférieur ENE. Les zones aurifères les plus riches se retrouvent au centre de l'hélicoïde. Les analyses réalisées à l'aide d'un spectromètre de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS) couplé à un laser (LA) ont démontrées la présence d'or submicroscopique dans la structure cristalline des arsénopyrites. Les observations en images d'électrons rétrodiffusés (images BSE) et les analyses à la microsonde électronique montrent que plusieurs arsénopyrites sont zonées et caractérisées par un halo enrichi en arsenic. Ceci démontre que les arsénopyrites ont été déstabilisées au cours d'un épisode tardif de nature métamorphique et/ou hydrothermale. Cet événement est interprété comme étant responsable de la mobilisation de l'or contenu dans l'arsénopyrite pour former l'or libre localisé à l'intérieur et aux épontes des veinules de quartz ± dolomite, calcite. Plusieurs changements quant à la géométrie et la composition du dépôt apparaissent avec la profondeur. Ceux-ci incluent: 1) changement de la relation angulaire entre So et Si; 2) atténuation des plis d'entraînement le long du contact Cadillac-Piché; 3) changement dans la plongée des zones minéralisées; 4) changement de direction de la zone Contact; 5) atténuation progressive de l'association Au-Sb, et 6) apparition des amphiboles (hornblendes rétrogradées en actinote). Les différentes relations texturales et minéralogiques définies par l'observation des roches hôtes des zones aurifères révèlent l'interaction entre plusieurs événements: i) trois incréments de déformation (Di, D2 et D3); ii) trois épisodes métamorphiques (Mi, M2 et M3), et iii) deux épisodes de minéralisation aurifère. Les relations de chronologie relative démontrent que le premier épisode aurifère correspondant à des arsénopyrites disséminées contenant de l'or submicroscopique, est syn- à tardi-Di et pré-pic de métamorphisme prograde M2. Le deuxième épisode aurifère consiste en la remobilisation et la précipitation de l'or libre avec la pyrrhotite et/ou les minéraux riches en Sb. Cet épisode de remobilisation est progressif s'amorçant pendant le pic du métamorpisme M2 et continuant pendant l'événement de métamorphisme rétrograde M3. L'altération hydrothermale au gisement Lapa est surtout dominée par des apports en potassium et en silice. L'altération potassique consiste en une intense biotitisation aux épontes des veinules de quartz ± dolomite, calcite. La biotitisation est associée spatialement aux fines disséminations d'arsénopyrites aurifères. Les relations minéralogiques et les calculs de bilan de masse démontrent que la biotite associée à l'altération potassique a été oblitérée par la formation de porphyroblastes de hornblende reliés au pic métamorphique M2, dans la partie inférieure du gisement (< 1 km de profondeur). L'assemblage métamorphique M2 à hornblende-oligoclase est remplacé par l'assemblage métamorphique rétrograde M3 à actinote-albite. L'effet du métamorphisme rétrograde M3 est également appuyé par le remplacement des feldspaths par la muscovite dans les intrusions felsiques et la présence de biotite chloritisée. Les relations de déséquilibre minéralogique associées au métamorphisme rétrograde M3 sont surtout observées au sein des roches encaissantes proximales à la minéralisation. La mise en place de minéralisations aurifères au sein d'une zone de faille majeure semble avoir été favorisée par la formation de conduits hydrothermaux préférentiels permettant une focalisation optimale des fluides hydro thermaux. Ces conduits ont été formés par le contraste de compétence entre des lambeaux plus compétents et le schiste ultramafique moins compétent, et les zones de dilatation reliées aux plis d'entraînement le long du contact Cadillac-Piché. De plus, le développement de la forme hélicoïde pendant le décrochement D2 semble avoir été propice à la remobilisation de l'or en réactivant les conduits pour les fluides hydro thermaux. L'étude du gisement Lapa démontre que la ZFCLL peut contenir des minéralisations économiques dans le camp de Cadillac. Les différents événements de déformation et de métamorphisme sont responsables de la remobilisation qui rend économique le gisement. Les signes de réactivation le long de la faille, tels que les plis d'entraînement, l'association Au-Sb se superposant à une association Au-As et les évidences de métamorphisme rétrograde le long de possibles conduits hydrothermaux, sont des éléments jugés significatifs pour l'exploration de ce type de gisement aurifère.