L'or natif est considéré comme le minéral indicateur le plus important pour les gisements contenant de l'Au. Cette thèse de doctorat vise à caractériser les compositions en éléments majeurs, mineurs et traces dans l'or provenant de divers systèmes de minéralisation aurifère. Des échantillons représentatifs ont été recueillis dans divers types de gisements aurifères, y compris des gisements d’or d'orogénique, sulfures massifs volcanogènes (SMV), porphyre Cu-Au, épithermaux à Au-Ag et des gisements d'or liés aux intrusions à caractère réducteur (RIRG). Ces gisements ou districts ont été sélectionnés en fonction de leur diversité des roches hôtes, du grade métamorphique, de l'âge de minéralisation, du cadre tectonique et de l'association minérale. Les grains d'or ont été étudiés au microscope électronique à balayage (MEB) pour les associations minérales et les assemblages d'inclusions, à la microsonde électronique (EMPA) pour les éléments majeurs et mineurs et au spectromètre de masse à plasma à couplage inductif par ablation laser (LA-ICP-MS) pour les éléments traces. La combinaison des analyses SEM, EPMA et LA-ICP-MS permet de caractériser le zonage chimique dans les grains d'électrum hétérogènes des dépôts de Ming et Boliden de SMV métamorphisés. Les observations texturales, couplées à des données de composition in situ, mettent en évidence que le zonage de l'électrum résulte d'une interaction complexe entre la diffusion à l'état solide facilitée par les fluides (SSD) dans le grain, et les réactions de dissolution et de reprécipitation (CDR) couplées à l'interface du grain, en réponse à l'évolution de la composition du fluide et des paramètres extrinsèques, tels que la température, le pH et l'état redox. Les différents rééquilibres locaux, causés par les SSD de deux gisements, sont attribués à différents ligands de transport et aux effets des paramètres physicochimiques des fluides, ce qui entraîne des schémas différents de composition de l'électrum. Les événements métamorphiques de longue durée qui ont affecté les deux gisements, fournissent probablement la température levée pour permettre aux fluides de remobiliser les métaux en trace dans l'électrum, ce qui entraîne le zonage chimique complexe dans l'électrum dans les gisements de SMV contenant de l'or.L'analyse discriminante par les moindres carrés partiels (PLS-DA) a permis d'identifier les caractéristiques de composition des grains d'or provenant de dépôts orogéniques en fonction de l'association minérale, de la texture de l'or et des roches encaissantes dominantes. Les variations de composition chimique de l'or avec différents assemblages minéraux associés sont liées à la répartition des éléments en trace entre les minéraux co-cristallisants et l'or durant la précipitation. Les inclusions d'or dans les minéraux de la gangue sont différenciées de l'or ultérieur dans les fractures en fonction des teneurs en Ag, Fe, Pb et Bi, ce qui indique des différences dans la composition du fluide hydrothermal des différents stades paragénétiques. Les gisements d’ororogénique hébergés dans différentes roches encaissantes régionales peuvent être discriminé par Ag, Cu, Pd, Sb et Hg, probablement en raison de la réaction des fluides hydrothermaux avec les roches hôtes. Les résultats de PLS-DA suggèrent que les teneurs en Pd, Ag, Sb, Pb, Cu, Hg, Te dans les grains d'or ont un fort potentiel de discrimination de l'or des différents types de gisements. La comparaison des données de composition aurifère de différents types de gisements par les modèles de classification Random Forests peut être utilisée comme outil de modélisation prédictive pour fournir une indication précise des types de gisements d'or. Les éléments traces contenus dans l'or natif pourraient présenter une signature géochimique particulière et aider à établir des critères discriminants pour reconnaitre les différentes sources d'or faisant référence à divers types de gisements aurifères. Ceci offre l'opportunités d'appliquer ces méthodes aux minéraux indicateurs dans les sédiments en exploration minérale. / Native gold is considered to be the most significant indicator mineral for Au-bearing deposits. This PhD thesis aims to characterize major, minor and trace element compositions in gold from various gold mineralization systems. Representative samples were collected from various Au-bearing deposit types, including orogenic, volcanogenic massive sulfide (VMS), porphyry Cu-Au, epithermal Au-Ag, and reduced intrusion-related gold (RIRG) deposits. These deposits were selected according to their diversity in host rocks, metamorphic grade, age of mineralization, tectonic setting and mineral association. The gold grains were investigated by scanning electron microscope (SEM) for mineral associations and inclusion assemblages, electron probe microanalyzer (EMPA) for major and minor elements composition, and laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry (LA-ICP-MS) for the trace element compositions. Combination of SEM, EPMA and LA-ICP-MS analyses enables characterization of chemical zoning in heterogeneous electrum grains from metamorphosed Ming and Boliden VMS deposits. The textural observations, coupled with in-situ compositional data, highlight the zoningin electrumarises from a complex interaction between fluid facilitated solid-state diffusion (SSD) within the grain, and coupled dissolution and reprecipitation (CDR) reactions at the grain interface, in response to changing fluid composition and extrinsic parameters, such as temperature, pH, and redox state. The different local re-equilibrium caused by SSD from two deposits are attributed to different transport ligands and effects of physicochemical parameters of fluids, resulting in different compositional zoning patterns within electrum. The long-lived metamorphic events that affected both the deposits, probably provide the elevated temperature and deformation to allow pervasive fluids to remobilize trace metals in electrum, which result in the complex chemical zoning in electrum in Au-bearing VMS deposits. Partial least squares-discriminant analysis (PLS-DA) has identified compositional characteristics of gold grains from orogenic deposits based on mineral association, gold texture and dominant country rocks. Chemical variations in gold with different associated mineral assemblages are related to the partitioning of trace elements between co-crystalizing minerals and gold during precipitation. Gold inclusions in gangue minerals are discriminated from later gold in fractures based on contents of Ag, Fe, Pb, and Bi, which indicates differences in the hydrothermal fluid composition from different paragenetic stages. Gold hosted in different regional country rocks can be discriminated by Ag, Cu, Pd, Sb, and Hg, likely because of interaction of hydrothermal fluids with host rocks.PLS-DA results suggest that Pd, Ag, Sb, Pb, Cu, Hg, Te contents in gold grains have high potential to discriminate gold from different deposit types. Comparison of gold compositional data from different deposit types using Random Forests classification models offers a predictive modeling tool for an accurate indication of gold deposit types. Trace elements contained in native gold could present a particular geochemical signature and help establish discriminant criteria to recognize the different sources of gold referring to various gold-bearing deposit types. This offers anopportunity to apply these methods to indicator minerals in sediments in the field of mineral exploration.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/67900 |
| Date | 10 February 2024 |
| Creators | Liu, Haiming |
| Contributors | Beaudoin, Georges |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | thèse de doctorat, COAR1_1::Texte::Thèse::Thèse de doctorat |
| Format | 1 ressource en ligne (xxiv, 373 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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