Lithogéochimie des unités géologiques du Domaine lithotectonique de Mistinibi-Raude

Les tableaux ci-dessous présentent le traitement lithogéochimique des unités géologiques du Domaine lithotectonique de Mistinibi-Raude. Les descriptions du domaine et de ses unités sont disponibles dans le Bulletin géologiQUE du Domaine de Mistinibi-Raude. Les 379 analyses utilisées pour ce traitement proviennent d’échantillons collectés lors des campagnes de cartographie du Ministère entre 2009 et 2016, en plus de données de travaux antérieurs et statutaires. Les analyses sélectionnées sont celles des unités lithologiques qui ont été jugées pertinentes pour le traitement géochimique et dont le total se situe entre 98,5 % et 101,5 %. Des 251 analyses sélectionnées parmi les échantillons collectés par le Ministère, les échantillons prélevés entre 2012 et 2016 ont été analysés par le laboratoire Actlabs d’Ancaster (Ontario), et les échantillons prélevés entre 2009 et 2011 ont été analysés par le laboratoire AcmeLabs (Colombie-Britannique).
 
La majorité de ces échantillons ont été analysés pour les oxydes majeurs, les éléments traces et les métaux usuels. Quelques échantillons choisis de roches mafiques à ultramafiques ont aussi été analysés pour le platine, le palladium et l’or. Les analyses ont été effectuées par différentes techniques selon les éléments, telles que la spectrométrie de masse au plasma par induction couplée (ICP-MS), la spectrométrie d’émission optique au plasma par induction couplée (ICP-AES) et l’activation neutronique (INAA).
 
Dans les tableaux ci-dessous, pour chaque unité géologique analysée, les profils et les ratios des éléments de terres rares des échantillons, ainsi que les profils multiéléments, sont majoritairement représentés par des enveloppes des 25e et 75e percentiles de la population d’échantillons. Une telle représentation a été retenue pour simplifier la visualisation d’une multitude de profils. Les enveloppes et les ratios présentés sont donc indicatifs. Les teneurs anomales et les ratios d’éléments traces distinctifs, ou jugés importants, sont en caractère gras.

Roches supracrustales

 

 

Unité stratigraphique ou lithodémique

Classification/Type de roche

Affinité

Environnement tectonique

Mg#

Terres rares*

Diagramme multiéléments*

Remarques

Roches volcaniques et associées

ApPzen (amphibolite; 25 échantillons)

Basalte, localement andésite/andésite basaltique et trachy-andésite

(Diagramme)

Tholéiitique à calco-alcalin

(Diagramme)

(Diagramme)

 

26 à 72

1,4 < (La/Yb)N < 5,6

1,1 < (La/Sm)N < 2,6

1,1 < (Gd/Yb)N < 1,7

1,0 < Eu/Eu* < 1,2

(Diagramme)

Anomalies négatives en : Th; Ta; (P)

(Diagramme)

Profils ETR plats ou faiblement enrichis en ETR légères; découplement du Nb et du Ta

pPnts1 (12 échantillons)

Rhyolite/dacite, andésite/andésite basaltique et trachy-andésite

(Diagramme)

Tholéiitique à calco-alcalin

(Diagramme)

  23 à 45

8,0 < (La/Yb)N < 16,8

3,0 < (La/Sm)N < 4,7

1,5 < (Gd/Yb)N < 2,1

0,6 < Eu/Eu* < 1,1

(Diagramme)

Anomalies négatives en : Ta-Nb; P; Ti

Anomalies positives en : Th

(Diagramme)

Profils ETR plus abrupts

pPnts2 (6 échantillons)

Basalte

(Diagramme)

Tholéiitique à transitionnel

(Diagramme)

(Diagramme)

Basalte de limite de plaque et, localement, basalte intraplaque

(Diagramme)

Basalte d’arc volcanique calco-alcalin, tholéiite d’arc insulaire

(Diagramme)

42 à 48

1,3 < (La/Yb)N < 1,38

1,0 < (La/Sm)N < 1,7

1,2 < (Gd/Yb)N < 1,4 

0,9 < Eu/Eu* < 1,0

(Diagramme)

Anomalies négatives en : (Th); Ta‑Nb; P

(Diagramme)

Profils ETR plats 

Les amphibolites identifiées dans le Complexe de Zeni ont une composition basaltique à andésitique, ou trachy-andésitique, et leur affinité varie de tholéiitique à calco-alcaline. La géochimie des amphibolites du Zeni est trop variable pour identifier un environnement de formation, ce qui pourrait suggérer que cette unité inclut des roches d’origine variée. Les roches du Complexe de Ntshuku consistent en une majorité de métavolcanoclastites felsiques à intermédiaires (pPnts1), variant en composition de rhyolitique ou dacitique à andésitique, ou trachy-andésitique, avec une proportion moindre d’amphibolite (pPnts2) de composition basaltique. La géochimie des amphibolites du Ntshuku indique une affinité tholéiitique à transitionnelle ainsi qu’un environnement de formation d’arc volcanique.

Les diagrammes d’oxydes majeurs inspirés de Sawyer (2008) illustrent bien l’hétérogénéité dans la composition des paragneiss et des diatexites associées du Complexe de Mistinibi. Les échantillons analysés de paragneiss potassique migmatitisé de l’unité pPmis1 forment une population éparse sur les diagrammes de Sawyer (2008). Il est toutefois possible d’observer un étalement vers le pôle formé par le granite d’anatexie de l’unité pPmis4 (diagramme SiO2 vs FeOt+MgO), ce qui souligne l’accumulation de produit de fusion observée en affleurement pour certains échantillons. Les échantillons analysés de paragneiss et de gneiss calcique migmatitisés de l’unité pPmis2 montrent quant à eux un étalement dans l’axe du vecteur compositionnel du grenat, lequel est particulièrement bien discerné sur le diagramme K2O vs FeOt+MgO. Aussi, ces échantillons forment un étalement vers les pôles du quartz, du plagioclase et de la sillimanite, bien que ces tendances soient plus difficilement distinguées et même parfois confondues les unes avec les autres. Les échantillons analysés de diatexite de l’unité pPmis3 montrent un étalement dans l’axe du vecteur compositionnel du grenat et vers le pôle formé par le granite d’anatexie de l’unité pPmis4. Les échantillons de cette unité qui s’alignent dans l’axe des vecteurs compositionnels de la muscovite et du feldspath potassique sont ceux avec des porphyroïdes de feldspath potassique. Les variabilités géochimiques soulignées par les diagrammes de Sawyer (2008) peuvent être expliquées par de nombreux processus, notamment la variation de la composition des protolites, l’accumulation ou l’extraction de produits de fusion à certains sites échantillonnés et la contamination par des résidus de fusion partielle.

 

Roches intrusives néoarchéennes

 

Unité stratigraphique ou lithodémique

Classification/Type de roche

Affinité

Environnement tectonique

Mg#

Terres rares

Diagramme multiéléments

Remarques

Roches intrusives felsiques et intermédiaires

nAbrs1 (4 échantillons)

Tonalite, diorite quartzifère et monzodiorite quartzifère

(Diagramme)

   

26 à 52

11,3 < (La/Yb)N < 28,1

2,4 < (La/Sm)N < 4,8

2,9 < (Gd/Yb)N < 3,0 

1,3 < Eu/Eu* < 1,9

(Diagramme)

Anomalies négatives en : Th; Ta-Nb; P

(Diagramme)

 

ApPter (6 échantillons)

Tonalite et gabbro

(Diagramme)

   

42 à 67

11,0 < (La/Yb)N < 17,3

3,7 < (La/Sm)N < 4,5

1,7 < (Gd/Yb)N < 2,8

0,7 < Eu/Eu* < 2,0

(Diagramme)

Anomalies négatives en : (Th); Ta‑Nb; P; Ti

(Diagramme)

 

Roches intrusives mafiques et ultramafiques

nApPnek1 (17 échantillons)

Majoritairement gabbro, monzogabbro et monzodiorite

(Diagramme)

    39 à 68

9,5 < (La/Yb)N < 15,4

3,4 < (La/Sm)N < 4,1

1,8 < (Gd/Yb)N < 2,3

0,9 < Eu/Eu* < 1,2

(Diagramme)

Anomalies négatives en : Th; Ta-Nb; P; Zr-Hf; Ti 

(Diagramme)

 

Les échantillons analysés dans le Complexe de Terriault (ApPter) comprennent des roches intrusives felsiques, mais aussi des roches mafiques en enclaves.

Dans le cas de la Suite de Nekuashu (nApPnek1), le diagramme de classification démontre bien sa diversité compositionnelle, particulièrement en ce qui concerne la répartition du microcline. Cette unité est constituée de différentes phases intrusives de compositions mafiques à intermédiaires, principalement de la monzodiorite, du leucogabbro, du monzogabbro et de l’anorthosite avec, accessoirement, de la monzodiorite quartzifère, du gabbro et de la monzonite. Ces phases intrusives sont en contact transitionnel et difficiles à distinguer les unes des autres.

 

Roches intrusives paléoprotérozoïques

 

Unité stratigraphique ou lithodémique

Classification/Type de roche

Affinité

Environnement tectonique

Mg#

Terres rares

Diagramme multiéléments

Remarques

Roches intrusives

pPpal2 (23 échantillons)

Gabbro, gabbronorite et diorite 

(Diagramme)

    37 à 79

1,9 < (La/Yb)N < 5,0

1,5 < (La/Sm)N < 2,2

1,1 < (Gd/Yb)N < 1,7

0,9 < Eu/Eu* < 1,1

(Diagramme)

Anomalies négatives en : Ta-Nb; P; Zr-Hf; (Ti)

(Diagramme)

 
pPpal2a (4 échantillons)

Gabbro à grenat

(Diagramme)

    45 à 48

1,5 < (La/Yb)N < 3,3

1,1 < (La/Sm)N < 1,9

1,3 < (Gd/Yb)N < 1,4

1,0 ≈ Eu/Eu*

(Diagramme)

Anomalies négatives en : Th; Ta-Nb; P

(Diagramme)

La présence de grenat explique les valeurs en ETR lourdes plus élevées que dans le cas de pPpal2
pPpal3 (14 échantillons)

Granite, granodiorite et monzonite quartzifère

(Diagramme)

Généralement granitoïde ferrifère, alcalin-calcique à alcalin et métalumineux

(Diagrammes)

Majoritairement granite d’arc volcanique

(Diagramme)

(Diagramme)

12 à 26

20,2 < (La/Yb)N < 27,4

4,5 < (La/Sm)N < 5,5

2,4 < (Gd/Yb)N < 3,0 

0,6 < Eu/Eu* < 0,8

(Diagramme)

Anomalies négatives en : Ta-Nb; P; Ti

(Diagramme)

 
pPrae1 (3 échantillons)

Gabbronorite

(Diagramme)

    46 à 68

1,4 < (La/Yb)N < 5,6

1,1 < (La/Sm)N < 3,0

1,1 < (Gd/Yb)N < 1,4

0,8 < Eu/Eu* < 0,9

(Diagramme)

Anomalies négatives en : (Th); Ta-Nb; P

(Diagramme)

 

pPrae2 (9 échantillons)

Monzonite, monzo-gabbro et gabbro/diorite

(Diagramme)

   

40 à 51

14,5 < (La/Yb)N < 19,4

3,3 < (La/Sm)N < 4,1

2,2 < (Gd/Yb)N < 2,6 

0,9 < Eu/Eu* < 1,2

(Diagramme)

Anomalies négatives en : Th; Ta-Nb; P; (Zr-Hf); Ti

(Diagramme)

L’unité pPrae2 se distingue de l’unité pPrae1 par un Mg# plus faible, des ratios La/Yb plus élevés et des anomalies négatives en Th, Zr-Hf et Ti

pPrae3 (2 échantillons)

Monzonite quartzifère

(Diagramme)

Granitoïde ferrifère, alcalin et métalumineux

(Diagrammes)

Granite d’arc volcanique ou intraplaque

(Diagramme)

(Diagramme)

21 à 25

15,8 < (La/Yb)N < 27,4

3,6 < (La/Sm)N < 6,0

2,4 ≈ (Gd/Yb)N

0,7 < Eu/Eu* < 0,9

(Diagramme)

Anomalies négatives en : Th; Ta-Nb; P; Ti

(Diagramme)

 
pPped1 (23 échantillons)

gabbro, gabbronorite, gabbro-diorite

(Diagramme)

    38 à 78

2,5 < (La/Yb)N < 6,5

1,7 < (La/Sm)N < 2,9

1,2 < (Gd/Yb)N < 1,7

0,8 < Eu/Eu* < 1,0

(Diagramme)

Anomalies négatives en : Th; Ta-Nb; P; Zr-Hf

(Diagramme)

 
pPped1a (3 échantillons)

Tonalite

(Diagramme)

    19 à 41

7,2 < (La/Yb)N < 30,8

3,7 < (La/Sm)N < 6,1

1,3 < (Gd/Yb)N < 2,3

0,3 < Eu/Eu* < 0,8

(Diagramme)

Anomalies négatives en : Ta-Nb; P; Zr-Hf; Ti

Anomalies positives en : (Th)

(Diagramme)

 
pPcab (10 échantillons)

Granodiorite et granite

(Diagramme)

Granitoïde ferrifère ou magnésien, généralement calco-alcalin et métalumineux à peralumineux

(Diagrammes)

Granite d’arc volcanique ou intraplaque

(Diagramme)

(Diagramme)

25 à 41

15,6 < (La/Yb)N < 24,6

2,7 < (La/Sm)N < 4,1

2,3 < (Gd/Yb)N < 3,1 

0,6 < Eu/Eu* < 0,7

(Diagramme)

Anomalies négatives en : Th; Ta-(Nb); P; (Nd); Ti

(Diagramme)

Le découplement de l’anomalie Ta-Nb explique les variations d’environnement tectonique; les anomalies négatives en Nd sont associées aux hautes valeurs en Nb
pPdea1 (7 échantillons)

Granite (majoritairement monzogranite)

(Diagramme)

Granitoïde ferrifère ou magnésien, alcalin-calcique et métalumineux à peralumineux

(Diagrammes)

Granite intraplaque

(Diagramme)

(Diagramme)

15 à 35

30,5 < (La/Yb)N < 42,0

5,3 < (La/Sm)N < 6,6

2,6 < (Gd/Yb)N < 3,1 

0,6 ≈ Eu/Eu*

(Diagramme)

Anomalies négatives en : Ta-Nb; P; Ti

(Diagramme)

 
pPdmn (25 échantillons)

Granite (majoritairement syénogranite)

(Diagramme)

Granitoïde généralement ferrifère, calco-alcalin à alcalin-calcique et métalumineux à peralumineux

(Diagrammes)

Granite syncollisionnel et postcollisionnel

(Diagramme)

(Diagramme)

16 à 41

23,5 < (La/Yb)N < 49,0

5,4 < (La/Sm)N < 7,2

2,0 < (Gd/Yb)N < 4,5 

0,4 < Eu/Eu* < 0,6

(Diagramme)

Anomalies négatives en : Ta-Nb; P; Ti

(Diagramme)

Patrons ETR et multiéléments similaires à pPdea1, mais moins enrichis; pPdmn1 et pPdmn2

À l’instar de la Suite de Nekuashu, les suites de Pelland (pPped) et de Raude (pPrae) montrent une certaine diversité compositionnelle. Cette variabilité géochimique peut s’expliquer par le fait qu’il s’agit d’intrusions polyphasées comprenant plusieurs phases intrusives mafiques à intermédiaires, subséquemment injectées de magmas felsiques.

 

Roches intrusives mésoprotérozoïques

Unité stratigraphique

Classification/Type de roche

Affinité

Environnement tectonique

Mg#

Terres rares

Diagramme multiéléments

Remarques

mPram1 (13 échantillons)

granite et granite alcalin

(Diagramme)

Granitoïde ferrifère, calco-alcalin à alcalin-calcique et métalumineux

(Diagramme)

Granite intraplaque, type-A

(Diagramme)

5 à 24

10,0 < (La/Yb)N < 17,3

4,1 < (La/Sm)N < 4,7

1,3 < (Gd/Yb)N < 2,0

0,2 < Eu/Eu* < 0,4

(Diagramme)

Anomalies négatives en : Th; Ta; P; Ti

Anomalie positive en : Zr-Hf

(Diagramme)

Incluant mPram1a

mPjui1 (10 échantillons)

Syénite, localement syénite quartzifère

(Diagramme)

Granitoïde ferrifère, alcalin à alcalin-calcique et peralcalin

(Diagramme)

Granite intraplaque, type-A

(Diagramme)

2 à 19

7,0 < (La/Yb)N < 8,8

2,9 < (La/Sm)N < 3,4

1,4 < (Gd/Yb)N < 1,7

0,6 < Eu/Eu* < 1,0

(Diagramme)

Anomalies négatives en : Ta-Nb; P; Zr-Hf; Ti

Anomalies positives en : Th

(Diagramme)

 
mPmit1 (21 échantillons); mPmit2 (65 échantillons)

Granite et monzonite quartzifère

(Diagramme)

Granitoïde ferrifère, alcalin-calcique à alcalin et métalumineux à peralumineux

(Diagramme)

Granite intraplaque, type-A

(Diagramme)

2 à 22

9,5 < (La/Yb)N < 17,2

3,9 < (La/Sm)N < 5,4

1,4 < (Gd/Yb)N < 2,0

0,4 < Eu/Eu* < 0,9

(Diagramme)

Anomalies négatives en : Ta-Nb; P; Ti

(Diagramme)

La géochimie de ces deux unités est similaire
mPmsy1 (13 échantillons)

Syénite

(Diagramme)

Granitoïde ferrifère, alcalin et métalumineux

(Diagramme)

Granite intraplaque, type-A

(Diagramme)

1 à 9

1,8 < (La/Yb)N < 9,4

3,5 < (La/Sm)N < 4,8

0,4 < (Gd/Yb)N < 0,9

0,2 ≈ Eu/Eu*

(Diagramme)

Anomalies négatives en : Th; Ta-(Nb); P;  Ti

Anomalies positives en : (Nb); (Zr-Hf)

(Diagramme)

Les patrons ETR et multiéléments sont variables; toutefois, on note constamment un léger enrichissement en ETR lourdes et une anomalie significative en Eu
mPbri (10 échantillons)

Granite alcalin et syénite quartzifère

(Diagramme)

Granitoïde ferrifère, alcalin et métalumineux

(Diagramme)

Granite intraplaque

(Diagramme)

1 à 2      

La géochimie des roches du Batholite de Mistastin (mPmit) indique qu’il s’agit de granitoïdes d’affinité alcaline-calcique à alcaline, de type-A, métalumineux à peralumineux. Leur composition est moins potassique dans le diagramme de classification de De la Roche et al. (1980) que ce qui est observé en affleurement et en coloration. Cette différence de composition pourrait s’expliquer par le fait que ces unités s’érodent facilement et que les plus gros phénocristaux de feldspath potassique se détachent lors de la prise d’échantillons, se trouvant ainsi sous représentés lors de l’analyse. La syénite à feldspath alcalin de la Syénite de Juillet (mPjui1) est d’affinité peralcaline. Les analyses géochimiques de la Syénite de Misery (mPmsy) indiquent un magma de type-A d’affinité alcaline avec un léger enrichissement en éléments des terres rares lourdes. Le Pluton du Lac Brisson (mPbri) comprend différents faciès granitiques qui sont métalumineux et d’affinité alcaline.

Références

Publications du gouvernement du Québec

GODET, A., VANIER, M A., GUILMETTE, C., LABROUSSE, L., CHARETTE, B., LAFRANCE, I. 2018. Chemins PT et style d’exhumation du Complexe de Mistinibi, Province du Churchill Sud-Est, Canada. MERN, UNIVERSITE LAVAL, SORBONNE UNIVERSITE. MB 2018-31, 32 pages.

 

Autres publications

 

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24 mai 2019