Géologie de la région de Normandin, Province de Grenville, région du Saguenay–Lac-Saint-Jean, Québec, Canada

Projet visant les feuillets 32A09, 32A10, 32A15, 32A16
Abdelali Moukhsil et Mhamed El Bourki
BG 2020-01
Publié le 23 octobre 2020

 

 

 

 

 

 

À la UNE

L’Essentiel

Une nouvelle carte géologique au 1/50 000 de la région du Saguenay–Lac-Saint-Jean (Roberval–Saint-Félicien–Normandin) a été produite à la suite d’un levé réalisé à l’été 2019. La carte illustre majoritairement des unités stratigraphiques d’âge mésoprotérozoïque (0,99 à 1,45 Ga). Essentiellement, on retrouve des suites intrusives felsiques, intermédiaires, mafiques à ultramafiques, ainsi que des complexes métasédimentaires (paragneiss, paragneiss migmatitique, migmatite, marbre, roches calcosilicatées) à métavolcaniques. Également, une séquence de roches sédimentaires ordoviciennes, qui reposent en discordance sur les roches mésoprotérozoïques, a été cartographiée sur la rive ouest du lac Saint-Jean. Les roches mésoprotérozoïques sont généralement déformées, plissées et traversées par plusieurs failles (normales ou inverses) et par des zones de cisaillement (décrochement senestre ou dextre). Le grain structural est surtout orienté N-S à NE-SW. Le métamorphisme régional prograde s’étend du faciès des amphibolites supérieur au faciès des granulites. Localement, un métamorphisme rétrograde a aussi été observé. Un système d’altération hydrothermale d’extension plurikilométrique, constitué de roches volcano-sédimentaires minéralisées en zinc, a été cartographié dans la partie NW de la région. Ce système comprend plusieurs lithologies : du paragneiss rouillé à graphite et à sillimanite, du quartzite à traces de graphite, de la grenatite, des roches calcosilicatées, du marbre, de la roche quartzofeldspathique enrichie en grenat et de la roche mafique à grain fin (métavolcanite). La région présente plusieurs zones favorables pour l’exploration de substances minérales, lesquelles sont regroupées en quatre types :

  • i) minéralisation de Zn ± Cu ± Ag dans des roches métasédimentaires à graphite, grenat et sillimanite;
  • ii) minéralisation en éléments des terres rares ± Th ± Nb ± Ta dans des dykes granitiques et dans des intrusions syénitiques et granitiques à feldspath alcalin;
  • iii) minéralisation de P ± Fe ± Ti dans de la gabbronorite;
  • iv) minéralisation de Cu ± Ni dans des roches intrusives ultramafiques.

Méthode de travail

La région a été cartographiée en utilisant la méthode établie pour les levés effectués dans les zones forestières desservies par un réseau de chemins secondaires. Les travaux de cartographie géologique ont été réalisés par une équipe composée de trois géologues, de trois géologues stagiaires et de sept étudiants entre le 1er juin et le 16 août 2019. La cartographie et la synthèse du projet Normandin ont permis de produire et de mettre à jour les éléments d’information présentés dans le tableau ci-contre.

 

Données et analyses
Élément Nombre
Affleurement décrit (géofiche) 1827 affleurements
Analyse lithogéochimique totale 125 échantillons
Analyse lithogéochimique des métaux d’intérêt économique 46 échantillons
Analyse géochronologique 7 échantillons
Lame mince standard 121
Lame mince polie 51
Coloration au cobaltinitrite de sodium 0
Fiche stratigraphique 17
Fiche structurale 7
Fiche de substances minérales 7
Pierre architecturale, concassée et industrielle 22

 

 

 

 

Travaux antérieurs

Le tableau ci-dessous présente une liste des travaux réalisés dans le secteur à l’étude depuis 1918. Il inclut aussi les références citées dans le rapport. Une liste exhaustive peut être trouvée dans la base de données documentaire EXAMINE.

Travaux antérieurs dans la région d’étude
Auteur(s) Type de travaux Contribution
Dresser, 1918 Cartographie de la région du lac Saint-Jean (partie sud) Première cartographie géologique de la région sud du lac Saint-Jean

Bray, 1959; 1960

Bray, 1961

Cartographie à l’échelle 1/63 000 dans le district de Roberval;

thèse de doctorat

Découverte et description des zones minéralisées en Fe-Ti

Étude pétrologique de la minéralisation de Fe-Ti

Laurin et Sharma, 1975 Cartographie et reconnaissance géologique à l’échelle 1/250 000 Projet de cartographie échelonné sur plusieurs années (1965 à 1967)
Bellemare, 1998 Inventaire des carrières de la région du Lac-Saint-Jean Mise en évidence des diverses possibilités d’utilisation des roches provenant des carrières de la région
LaFlèche et al., 2010 Exploration pour le gaz et le pétrole dans la partie NW-SE du lac Saint-Jean Soutien à la cartographie des roches ordoviciennes présentes sur la rive ouest du lac Saint-Jean (levés gravimétriques et magnétométriques)

Morfin et al., 2015

Cartographie et reconnaissance géologique à l’échelle 1/125 000 Identification de plusieurs unités lithostratigraphiques et mise à jour des zones minéralisées connues et des secteurs pour la pierre de taille
Intissar et Benahmed, 2015 Levés aéromagnétiques de haute résolution Levés aéromagnétiques sur l’ensemble de la région

Lithostratigraphie

Cette partie présente les différentes lithologies de la région cartographiée dans un cadre stratigraphique et temporel. Le schéma stratigraphique et la frise chronologique ci-contre accompagnent cette discussion. La description lithologique des unités peut être consultée à partir de leur fiche stratigraphique respective en utilisant l’hyperlien associé à leur nom.

Socle mésoprotérozoïque

Socle

Bien qu’aucune datation ne permette de préciser l’âge de la Suite plutonique de Bardeau (mPbad), les relations de terrain de cette dernière avec les autres lithologies indiquent qu’elle constitue l’unité stratigraphique la plus ancienne. Cette suite est composée de roches intrusives felsiques à mafiques qui sont déformées à gneissiques.

Le Complexe de Barrois (mPboi), qui n’a pas été daté, se compose de roche métasédimentaire et d’une proportion variable de mobilisat. Il repose sur la Suite plutonique de Bardeau. Dans la région cartographiée, le Complexe de Barrois contient quatre unités : 1) de l’orthogneiss granodioritique à tonalitique, du gneiss gris à amphibole et à biotite et des proportions mineures de gneiss granitique (mPboi1); 2) de l’orthogneiss à orthopyroxène, de la charnockite et de l’enderbite (mPboi2); 3) de l’orthogneiss à niveaux décimétriques d’amphibolite gneissique variablement boudinée et migmatitisée (mPboi3); et 4) du paragneiss quartzofeldspathique à biotite, localement migmatitisé, du quartzite, de la migmatite et du gneiss granitique (mPboi4). Cette dernière unité est subdivisée en trois sous-unités cartographiables : a) du paragneiss rouillé à grenat, sulfures et graphite, du paragneiss migmatitique, de la migmatite et du gneiss granitique (mPboi4a); b) du paragneiss avec interlits de quartzite (mPboi4b); et c) du paragneiss à biotite ± sillimanite ± grenat ± graphite, de la roche volcanique mafique amphibolitisée, du marbre, des roches calcosilicatées, de la grenatite et du quartzite à ± graphite ± grenat (mPboi4c).

La Séquence supracrustale de Saint-Onge (mPong) est la plus étudiée des unités puisqu’elle est l’hôte du gîte Saint-Onge, un skarn à wollastonite (mPong1). Cette séquence de roches métasédimentaires comprend quatre autres unités cartographiables dans la région de Normandin : 1) des roches calcosilicatées incluant des proportions variables de marbre, de paragneiss et de quartzite (mPong2); 2) du marbre et des roches calcosilicatées (mPong3b); 3) du quartzite (mPong4); et 4) du paragneiss quartzofeldspathique avec des interlits de quartzite, de roches calcosilicatées et un peu de marbre (mPong5).

Roches intrusives mésoprotérozoïques

Les ensembles de roches intrusives et sédimentaires énumérés ci-dessus (mPbad, mPboi et mPong) encaissent des intrusions kilométriques constituées de roches felsiques, intermédiaires à mafiques bien circonscrites sur les cartes aéromagnétiques (Intissar et Benahmed, 2015). Ces intrusions sont, de la plus ancienne à la plus jeune : la Suite anorthositique de Lac-Saint-Jean (mPlsj), avec des faciès felsiques à intermédiaires (Charnockite de Patrick-Ouest, mPick1), incluant aussi des faciès mafiques et ultramafiques (mPlsj2); la Suite plutonique d’Allegrin (mPalg) composée de syénite quartzifère, de granite à feldspath alcalin et de gabbronorite; la Suite plutonique de Léo (mPleo), la Suite de Travers (mPtra) et la Gabbronorite de Claire (mPclr) qui regroupent des masses lenticulaires kilométriques injectées dans toutes les unités citées auparavant; la Mangérite de Lachance (mPlhc), la Suite intrusive de Sainte-Hedwidge (mPshe) et la Suite plutonique de Saint-Méthode (mPstm) qui sont constituées de granite à feldspath alcalin, de mangérite, de syénite quartzifère et de gabbronorite; la Suite de Saint-Thomas-Didyme (mPstd) qui inclut la mangérite, la gabbronorite, la charnockite, le granite à feldspath alcalin et la diorite quartzifère; le Batholite des Mailles (mPmas) formé de mangérite, de charnockite, de jotunite, de granite à feldspath alcalin et de gabbronorite; et, la Suite plutonique de Mimosa (mPmim1) composée de mangérite, de syénite quartzifère, de syénite à hypersthène, de monzogranite, de granite à feldspath alcalin et de proportions mineures de jotunite et de gabbronorite.

 

Couverture de roches sédimentaires ordoviciennes

Au SW de la région cartographiée, des séquences de roches sédimentaires (calcaire, shale) de la Plate-forme du Saint-Laurent reposent en discordance angulaire sur des unités mésoprotérozoïques. Ces roches sédimentaires, d’âge ordovicien, appartiennent au Groupe de Trenton (Ott), à la Formation de Pointe-Bleue (Ospbl) et à la Formation de l’Île aux Couleuvres (Osico). Cette dernière est surtout constituée de calcaire grisâtre, localement argileux ou cherteux (Desbiens et Lespérance, 1989).

Lithogéochimie

La lithogéochimie des unités de la région de Normandin est présentée séparément sous forme de tableaux.

Géologie structurale

La région de Normandin a été subdivisée en sept domaines structuraux. Il s’agit de domaines structuraux de Bouchette (DSbou), du Lac-Saint-Jean (DSlsj), de Ministic (DSmin), de Sainte-Hedwidge (DShed), de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales (ZCsfs), de Patrick Ouest (DSpko) et du Lac du Rond (DSrnd). Ces domaines sont individualisés et délimités sur la base de l’attitude des structures planaires et linéaires ainsi que des linéaments déduits à partir de levés géophysiques. Les limites entre les domaines correspondent en général au changement de direction de la foliation principale (Sn) jumelée à l’orientation des plans axiaux régionaux. L’analyse des données structurales de la région de Normandin montre que ces domaines ont subi au moins trois phases de déformation; l’attitude et l’intensité de chaque phase varient d’un domaine à l’autre.

Le Domaine structural de Patrick Ouest (DSpko) occupe la partie E et NE de la région de Normandin et comprend principalement les fabriques de la Suite anorthositique de Lac-Saint-Jean, la Charnockite de Patrick Ouest, la Mangérite de Lachance, la Suite de Travers et la Séquence supracrustale de Saint-Onge. Les différentes mesures structurales de ce domaine proviennent de ses parties NE et N (feuillet 32A16), alors qu’il y a une très peu d’affleurements dans le reste du domaine. Cependant, il est affecté par la déformation D2 illustrée par des trajectoires de la fabrique planaire assez homogènes, d’orientation moyenne NNE-SSW et à pendage moyen vers l’ENE (foliation moyenne S2 de 024/47). La déformation s’exprime en général par une gneissosité dans les roches calcosilicatées et les paragneiss de la Séquence supracrustale de Saint-Onge ou par une foliation minérale secondaire tectonométamorphique dans les roches intrusives des autres unités lithostratigraphiques. Les linéations portées par ces structures planaires sont de type pendage à oblique avec un plongement vers ESE.

Deux phases de plissement (P3, P4) (déformations D3 et D4) caractérisent ce domaine; elles sont soit définies par l’interprétation des mesures de terrain, soit déduites des cartes à haute résolution du champ magnétique, ou les deux (Intissar et Benahmed, 2015). Les plans axiaux sont de direction moyenne N-S pour les P3 et NE-SW pour les P4 et représentés généralement par des plis isoclinaux droits ou déversés soit vers l’est, soit vers l’ouest.

Le Domaine structural du Lac Rond (DSrnd), localisé au N et NW de la région cartographiée, présente les fabriques planaires et linéaires de la Suite plutonique de Bardeau, du Complexe de Barrois, de la Suite plutonique de Mimosa, de la Suite de Saint-Thomas-Didyme, du Batholite des Mailles, de la Suite plutonique d’Allegrin et de la Suite intrusive de Sainte-Hedwidge. Les unités lithologiques les plus anciennes de ce domaine (Suite plutonique de Bardeau et Complexe de Barrois) sont recristallisées, déformées et plissées par de multiples événements de déformation antégrenvilliens (>1080 Ma). Les structures primaires de ces unités ont été transposées lors d’une première phase de déformation Dn-1 dont la fabrique et l’orientation ont été oblitérées par les événements de déformation subséquents (Dn, Dn+1 et Dn+2), soit durant l’Orogenèse grenvillienne. Dans ce domaine, la fabrique planaire Dn (S2, G2) montre une direction dominante N-S et un pendage modéré vers l’est. Elle est marquée par un rubanement migmatitique ou une gneissosité dans les roches métasédimentaires ou par une foliation minérale tectonométamorphique diffuse dans les roches intrusives avec une orientation préférentielle des minéraux ferromagnésiens et, localement, par l’alignement des grands axes des phénocristaux de feldspath potassique dans des roches porphyroïdes. Cette fabrique porte des linéations minérales et d’étirement à composante ou oblique ou pendage, reflétant ainsi la configuration finale des unités du domaine en dômes et bassins identifiée à différentes échelles par des inversions de pendage vers l’ouest ou vers l’est.

Les domaines structuraux de Ministic (DSmin), de Sainte-Hedwidge (DShed), de Bouchette (DSbou), du Lac-Saint-Jean (DSlsj) et la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales (ZCsfs) ont été définis par Moukhsil et Daoudene (2019) dans la région du lac des Commissaires (BG-2019-01). Leur continuité vers le nord occupe la partie sud de la région de Normandin. De manière générale, la fabrique planaire D2 montre une direction moyenne NE-SW (DSmin) ou N-S à NW-SE (DShed et DSbou).

Les roches mises en place durant l’Orogenèse grenvillienne sont variablement déformées. La coupe structurale présente l’allure finale des lithologies de la région et leurs relations avec les failles normales et inverses ainsi que les zones de cisaillement (décrochement senestre ou dextre). 

Les roches ordoviciennes (calcaire, shale) de la Plate-Forme du Saint-Laurent, exposées sur la rive ouest du lac Saint-Jean, ne sont pas déformées (Domaine structural du Lac-Saint-Jean [DSlsj]) et reposent en discordance sur les roches mésoprotérozoïques, tel qu’illustré sur le schéma stratigraphique de la région.

Métamorphisme

Les roches de la région présentent de nombreuses évidences d’un métamorphisme prograde aux faciès des amphibolites et des granulites. L’étude de l’évolution métamorphique régionale a été faite principalement à partir des observations minéralogiques et structurales, à la fois macroscopiques et microscopiques (163 échantillons représentatifs des unités mésoprotérozoïques). De plus, il repose sur un large éventail d’échantillons couvrant l’ensemble du territoire cartographié et montrant des minéraux diagnostiques du métamorphisme de haute température, dont les conditions varient au sein même d’un domaine structural (carte métamorphique). Le paragneiss alumineux (métapélite) est un type de lithologie plus propice à cette étude. En effet, dans le secteur NW du feuillet 32A15 (affleurement 19-AM-02), on observe un paragneiss du Complexe de Barrois (mPboi4c) dont la paragenèse à biotite-sillimanite-grenat indique un métamorphisme ayant atteint le faciès supérieur des amphibolites.

D’autres secteurs de la région présentent la même paragenèse associée au Complexe de Barrois (affleurement 19-AD-6017). Ce dernier peut être migmatitique et avoir subi une fusion partielle, étant donné qu’on observe du mobilisat stromatique millimétrique à centimétrique généralement granitique. Les niveaux de paragneiss à protolithe pélitique montrent également des niveaux enrichis en sillimanite, biotite et grenat. Ils sont associés à la présence de quartz (QZ) et d’une proportion mineure de feldspath potassique (FK), alors que la muscovite (MV) est absente. Ceci suggère le passage de l’assemblage à muscovite-quartz-sillimanite-feldspath alcalin-biotite (aussi appelée réaction « muscovite-out ») à celui contenant de la sillimanite-staurotide-grenat-plagioclase-biotite-quartz, associé également au graphite, permettant ainsi d’atteindre le faciès des granulites sous un gradient métamorphique P/T moyen (Winter, 2001). Dans un échantillon de paragneiss riche en biotite (19-AD-6017-D1), on observe l’assemblage minéralogique suivant : biotite-sillimanite-staurotide-grenat-plagioclase-quartz (muscovite absente) qui indique un métamorphisme de haute température et de moyenne pression.

L’orthopyroxène est omniprésent dans les roches de la région. Il a été constaté sur le terrain et en lame mince dans plusieurs suites plutoniques felsiques, intermédiaires et mafiques. Ceci indique que la mise en place de ces roches s’est faite de manière prolongée à des conditions de température et de pression équivalentes à celles du faciès des granulites. L’observation du feldspath potassique à structures perthitique et mésoperthitique dans les roches intrusives felsiques et intermédiaires témoigne aussi des conditions de haute température.

Dans l’ensemble de la région, on observe par endroits dans les roches intrusives un remplacement partiel à total des pyroxènes par l’amphibole et de l’amphibole à cœurs de pyroxènes, indiquant un rétromorphisme aux conditions de température du faciès inférieur des amphibolites. On a remarqué également, dans certaines zones le développement d’une altération tardive caratérisée par la présence de chlorite et d’épidote associés à la biotite et au pyroxène.

 

Géologie économique

La région de Normandin présente des zones favorables pour quatre types de minéralisation :

  • minéralisation de zinc associée à des roches métasédimentaires de type indéterminé;
  • minéralisation de terres rares ± Th ± Nb ± Ta associée à des dykes de composition granitique, à des intrusions syénitiques et aux granites à feldspath alcalin;
  • minéralisation magmatique de Fe-Ti (± P ± V) associée à des roches intrusives mafiques et ultramafiques;
  • minéralisation magmatique de Cu-Ni (± Co ± EGP) associée aux intrusions mafiques à ultramafiques.

Le tableau des zones minéralisées ci-dessous présente les résultats d’analyses pour les dix zones minéralisées connues dans le secteur, incluant une découverte dans le cadre de nos travaux et six zones minéralisées connues.

 

Zones minéralisées dans la région de Normandin


Nouvelles
Nom Teneurs Commentaires
Minéralisation de métaux rares associée aux roches hyperalcalines
Jacques1 7486 ppm ETR (G); 1300 ppm Th (G)  
Connues
Nom Teneurs Commentaires
Minéralisation de métaux rares associée aux roches hyperalcalines
Lac Jacques 16 952,91 ppm ETR (G); 4680 ppm Cu (G); 421 000 ppm Fe (G); 10 ppm Zr (G); 8480 ppm Ce (G); 4580 ppm La (G); 2050 ppm Th (G); 2790 ppm Nd (G) Affleurements 19-FS-7009 et 19-FS-7010
Minéralisation magmatique de Ni-Cu (± Co ± EGP)
Lac Croche 2506 ppm Cu (G); 1548 ppm Ni (G); 1,3 ppm Ag (G)  
Minéralisation de type indéterminé
Lac du Milieu 12 011,18 ppm ETR sur 0,1 m (R); 992 ppm Th sur 0,1 m (R); 5830 ppm Ce sur 0,1 m (R); 3330 ppm La sur 0,1 m (R); 1935 ppm Nd sur 0,1 m (R)  
Lac du Raton 8332,08 ppm ETR sur 0,1 m (R); 1000 ppm Th sur 0,1 m (R); 10 000 ppm Zr sur 0,1 m (R); 4200 ppm Ce sur 0,1 m (R); 2120 ppm La sur 0,1 m (R); 1345 ppm Nd sur 0,1 m (R)  
Paul Lapointe 17 780 ppb Au (G); 10,17 ppm Ag (G)  
Saint-Eugène 14 200 ppm Cu sur 0,8 m (D); 1390 ppb Au sur 0,8 m (D)  
Pierre architecturale, concassée et industrielle    
Carrière Pavex Felco Gagnon
Donckin Simard Carrière des Pères Trappistes Carrière du Lac de La Montagne
Carrière du Lac de la Montagne Intercité Carrière Bernier – Roberval
Carrière de Roberval Carrière de Ouiatchouan Carrière Pointe Harvey
Carrière Moreau – Roberval Carrière Iréné Pronovost Carrière Bouchard – Grenon
Carrière Gaston Morin Carrière Rivière Ouiatchouaniche Carrière de Sainte-Jeanne-D’Arc
Carrière de Saint-Thomas-Didyme Lac à Pilote Rivière Ticouapé
Lac Gestas  

(D) : forage au diamant; (G)  : échantillon choisi; (R) : rainure – échantillon en éclats


 

 

Le tableau des analyses lithogéochimiques des métaux d’intérêt économique donne la localisation, la description et les résultats d’analyse pour 46 échantillons choisis dans le but d’évaluer le potentiel économique de la région.

Minéralisations connues dans la région d’étude

Minéralisation de métaux rares associée aux pegmatites granitiques et aux granites à feldspath alcalin

La minéralisation en éléments des terres rares (ETR) était déjà connue dans la région (zone minéralisée du Lac Jacques). Elle est concentrée dans des amas granitiques et des dykes de pegmatite granitique à syénitique contenant des carbonates (calcite). Les amas sont centimétriques, de granulométrie moyenne à grossière et contenus dans le paragneiss du Complexe de Barrois. Les dykes s’injectent également dans le paragneiss et dans de la gabbronorite (Gabbronorite de Claire). Deux échantillons 19-FS-7009C1 et 19-FS-7010B1 ont été prélevés à proximité de la zone minéralisée du Lac Jacques lors de nos travaux.

La surface de l’affleurement 19-FS-7009 est représenté à 70 % par la gabbronorite migmatitisée et à 30 % par un dyke de pegmatite de 3 m d’épaisseur sur 20 m de longueur. La gabbronorite contient du mobilisat tonalitique millimétrique. La minéralisation en éléments des terres rares est associée au dyke de pegmatite granitique, lequel est peralumineux et d’affinité alcaline. Les ETR sont contenus dans les fluorocarbonates de calcium de terres rares (parisite), sous forme de remplissage de microfractures dans les grains de magnétite et de chlorite, ou en bordure de ces derniers. La présence d’yttrialite et de thorite dans la roche explique les teneurs en Y et Th, respectivement. L’hématite et les minéraux contenant des traces d’uranium et d’argent sont également présents dans le dyke. Un échantillon choisi (19-FS-7009-C1) prélevé sur le dyke a retourné des teneurs de 3317 ppm ETR total, 401 ppm Th, 464 ppm Y, 568 ppm Nb et 10,9 ppm Ta.

L’affleurement 19-FS-7010 est constitué d’une gabbronorite coupée par un dyke de granite à feldspath alcalin de ~1 m d’épaisseur et de direction 268°. Au sein de ce dyke, on note la présence de calcite et d’une minéralisation en éléments des terres rares contenue principalement dans la monazite-Ce et les carbonates. La présence de spinelle, de rutile, de biotite, de magnétite, de zircon, de quartz et de feldspath est également observée dans le dyke. Un échantillon choisi (19-FS-7010-B1) dans le dyke a titré à 8270 ppm ETR total (incluant 1320 ppm Nd) et 1340 ppm Th.

 

Minéralisation magmatique de Ni-Cu (± Co ± EGP)

La minéralisation est constituée de pyrrhotite et de chalcopyrite disséminées dans une gabbronorite leucocrate (Lac Croche). Des traces de pentlandite ou de bravoïte forment des flammes d’exsolution ou des grains ou chaînes dans la pyrrhotite (Huss, 2000). La minéralisation est magmatique, mais on observe localement une remobilisation des sulfures dans certaines fractures de taille millimétrique. 

Pierre architecturale, concassée et industrielle

Il existe 22 carrières de pierre de taille et de granulats connues dans la région cartographiée. Les ressources extraites sont utilisées pour la production de pierres architecturale, concassée, d’enrochement, ainsi que de calcaire industriel, de chaux agricole et de granulats (route, pierre décorative, etc.). L’exploitation de ces carrières s’effectue à l’année ou de façon intermittente.

Minéralisations méconnues et découvertes lors des présents travaux

 

Zones favorables pour les minéralisations de Zn associées aux roches métasédimentaires à sillimanite et à grenat

La zone favorable de Moncou est formée de paragneiss (>80 %) et de quartzite du Complexe de Barrois (mPboi4c); ces lithologies sont coupées par une multitude de dykes centimétriques à décimétriques de gabbronorite, de granite et de pegmatite. Le paragneiss est rouillé et altéré. Il se compose de biotite (~40 %) en feuillets millimétriques, de sillimanite, de graphite, de grenat ainsi que de <1 % de sulfures (pyrite, chalcopyrite et pyrrhotite) associés aux oxydes de fer (magnétite, ilménite et goethite).

 

La minéralisation zincifère est représentée par une phase silicatée composée de chlorite magnésienne, ferrifère et zincifère, d’un minéral à Cu-Zn enrichi en fer qui entoure la pyrite et, probablement, de gahnite en traces. De la sphalérite millimétrique apparaît rarement au contact avec la pyrite et la magnétite. Elle a été observée plus spécifiquement dans l’échantillon 19-AM-02-A3. Le paragneiss minéralisé contient également de la biotite magnésienne (phlogopite), de la fluoroapatite, de la monazite et de gros amas de carbonate. Un lit de quartzite de 1,5 à 2 m d’épaisseur contient ~2 % de graphite et 1 % de sulfures disséminés (pyrite et pyrrhotite). Trois échantillons (A1, A2 et A3) provenant de l’affleurement 19-AM-02 ont donné des teneurs respectives de 2940, 620 et 955 ppm Zn. Un échantillon de quartzite (19-AM-02-B1) a retourné une teneur de 200 ppm Zn.

La zone favorable du Gros Mâle contient deux affleurements (19-AD-6017 et 19-AD-6020). Cette zone est située à ~10 km au SE de celle de Moncou et comprend du paragneiss migmatitique à niveaux de roches calcosilicatées et métasomatiques du Complexe de Barrois (mPboi4c). Ces derniers sont également constitués de grenatite et de quartzite. La grenatite contient 45 % de grenat, ~6 % de quartz, 20 % de biotite, 10 % de chlorite, 5 à 10 % de sillimanite, 5  % de graphite disséminé en paillettes millimétriques (1 à 5 mm), <1 % d’ilménite, 1 % de staurotide à inclusions de quartz, 1 % de pyrite, pyrrhotite, pentlandite et chalcopyrite incluant des traces de sphalérite micrométriques, et 1 % de zircon. Deux échantillons analysés (19-AD-6017-D1 et 19-AD-6020-F1) provenant de cette zone ont retourné des teneurs respectives de 951 et 174 ppm Zn, avec une teneur de 100 ppm Pb pour l’échantillon AD-6017-D1. Le zinc est concentré dans quelques cristaux de sphalérite, mais est aussi présent dans la chlorite plus ou moins magnésienne. La staurotide peut également en contenir (non analysée au microscope électronique).
 

 

Trois nouvelles zones favorables pour les minéralisations magmatiques en éléments des terres rares ± Th ± Nb associées aux dykes de pegmatites granitiques, aux syénites et aux granites à feldspath alcalin

La première zone favorable, Jacques1, correspond à l’affleurement 19-FS-7016 situé à 14,7 km au NW de Saint-Thomas-Didyme. Elle est caractérisée par plusieurs dykes et amas de pegmatite granitiques, d’affinité peralumineuse (14,63 % Al2O3) et enrichis en potassium (5,56 % K2O). Le dyke principal a une épaisseur qui varie de 10 à 50 cm et est orienté à 037°/89°. La minéralisation est constituée de 3 à 5 % de monazite-Ce associée à la biotite et à la magnétite. L’ilménite manganésifère, le rutile, le zircon et la barytine sont également observés dans la pegmatite. Un échantillon choisi 19-FS7016-C1 a retourné des teneurs de 7486 ppm ETR total (incluant 1160 ppm Nd) et 1300 ppm Th.

La deuxième zone favorable, Du Milieu1, contient la zone minéralisée connue du Lac du Milieu découverte en 2007, ainsi que plusieurs affleurements cartographiés dans la région de Normandin (19-AM-05, 19-AB-5001). Les lithologies hôtes de la minéralisation sont une syénite quartzifère et un granite à feldspath alcalin de la Suite intrusive de Sainte-Hedwidge (mPshe2). La syénite est magnétique, de granulométrie moyenne à grossière et se compose d’orthopyroxène, de biotite, d’allanite et de monazite. Le granite à feldspath alcalin contient également de l’allanite. La minéralisation de cette zone consiste en éléments des terres rares concentrés dans la monazite et l’allanite. Des teneurs significatives en niobium (Nb) sont également associées à cette minéralisation. Un échantillon choisi (19-AM-05-A1) dans la syénite a retourné une teneur de 1228 ppm ETR total et de 33,4 ppm Nb. Deux échantillons (19-AB-5001-B1 et 19-AB-5001-B2) prélevés dans le granite à feldspath alcalin ont donné des teneurs respectives de 1073 et 1184 ppm ETR total, ainsi que 58 et 53,4 ppm Nb.

La troisième zone favorable, Des Marchand, consiste en une minéralisation en éléments des terres rares et en niobium contenue dans un granite à feldspath alcalin (Suite plutonique de Mimosa). La roche est riche en biotite, moyennement à grossièrement grenue et comprend des cristaux d’allanite et de monazite millimétriques (<2 %). L’échantillon choisi 19-AD-6153-A1 a retourné des teneurs de 1412,59 ppm ETR total et de 27,4 ppm Nb.
 

Nouvelles zones favorables pour les minéralisations magmatiques de Fe-Ti (± P ± V) associées à des roches intrusives mafiques et ultramafiques

La zone favorable des Mailles est localisée par l’affleurement 19-AM-22, en plus des affleurements 19-AM-20 et 19-AM-21. Sur le terrain, nos travaux se sont concentrés sur celle-ci, car elle est l’hôte d’une zone minéralisée connue (Lac Croche) de Ni-Cu (± Co ± EGP). Les sulfures visibles sont disséminés et comptent pour <1 % de la roche; ils sont constitués de pyrite, de pyrrhotite et de chalcopyrite. Cependant, le potentiel minéral de cette zone est davantage pour les oxydes de Fe-Ti-P ± V de type OAGN (oxide-apatite gabbronorite, OAGN; Owens et Dymick, 1992). En effet, la zone est composée d’une gabbronorite porphyrique appartenant au Batholite des Mailles. La roche contient les minéraux suivants : magnétite, titanomagnétite légèrement vanadifère, ilménite, hémo-ilménite en exsolution dans la magnétite et fluoroapatite. Un échantillon prélevé sur l’affleurement 19-AM-22-A1 a retourné des teneurs de 17,4 % Fe, 3,76 % P2O5, 7,016 % TiO2, 192 ppm Zn et 579 ppm V.

La zone favorable de Simard, localisée par l’affleurement 19-ME-4044, est constituée d’une gabbronorite subophitique très rouillée et fortement magnétique faisant partie du Batholithe des Mailles. La taille des cristaux de plagioclase et de biotite est moyenne à grossière, tandis que celle des pyroxènes (clinopyroxène et orthopyroxène) et des oxydes de Fe-Ti est généralement fine. Les oxydes (magnétite, ilménite et hémo-ilménite) représentent 5 à 15 % de la roche et sont associés à quelques petits cristaux d’apatite (fluoroapatite). L’analyse d’un échantillon choisi (19-ME-4044-A1) a retourné des teneurs de 12,6 % Fe, 3,57 % P2O5, 274 ppm Zn, 4,15 % TiO2 et 243 ppm V.

La zone favorable Du Cran est située à 1,25 km au NE du lac du même nom. On y retrouve l’affleurement 19-AM-06 qui correspond à une gabbronorite rouillée à grain moyen à grossier et fortement magnétique de la Suite plutonique de Mimosa. La roche contient 15 % d’oxydes de Fe-Ti-P ± V (type OAGN), des pyroxènes (clinopyroxène et orthopyroxène) et des traces de sulfures disséminés (<1 % de pyrite et de pyrrhotite). Les oxydes sont disséminés et en cristaux millimétriques d’hémo-ilménite (~15 %), d’ilménite (1 %) et de magnétite vanadifère (20 %); ceux-ci sont associés à l’apatite (7 %). L’affleurement typique mesure ~100 à 200 m2 et est en contact avec une mangérite de la même suite plutonique. L’échantillon choisi 19-AM-06-A1 a retourné des teneurs de 16 % Fe, 3,75 % TiO2, 4,02 % P2O5 et 536 ppm V.

Nouvelle zone favorable pour les minéralisations magmatiques de Ni-Cu (± Co ± EGP) associées aux intrusions mafiques à ultramafiques

La zone favorable de Lebreux correspond à un affleurement de gabbronorite (60 %) associée à une clinopyroxénite (40 %) minéralisée, traversée par un stockwerk de veines et veinules irrégulières de 1 à 4 cm d’épaisseur. Le remplissage des veinules est principalement composé de clinopyroxène et de 3 à 5 % (jusqu’à 10 % localement) de sulfures xénomorphes millimétriques (pyrrhotite, pyrite, traces de chalcopyrite). Une forte silicification est notée principalement au contact avec l’encaissant pyroxénitique. La minéralisation en cuivre est portée par la chalcopyrite. Cette dernière est en inclusions dans la pyrite ou entoure celle-ci. Les teneurs en nickel sont associées à la pentlandite en inclusions micrométriques dans la pyrrhotite, le tout étant inclus dans la pyrite généralement squelettique. L’analyse d’un échantillon choisi (19-CD-10094-B1) de la clinopyroxénite a retourné des teneurs de 261 ppm Ni, 207 ppm Zn et 40 ppm Nb, tandis que l’échantillon 19-CD-10094-C1 prélevé dans le stockwerk a retourné des teneurs de 448 ppm Cu, 171 ppm Ni, 162 ppm Zn.

Problématiques à aborder dans le cadre de futurs travaux

La nouvelle carte géologique à l’échelle 1/50 000 améliore significativement les descriptions stratigraphiques, structurales et métallogéniques de la région de Normandin, au NW du lac Saint-Jean. Cependant, quelques problématiques restent à résoudre, dont :

1) mieux définir le type de minéralisation de Zn ainsi que sa continuité vers l’est et vers le nord;

2) mieux définir le type de la minéralisation de Nb et évaluer son association avec les roches alcalines à hyperalcalines de la région.

Pour l’instant, nos travaux d’analyse à la microsonde électronique nous indiquent que la minéralisation de Zn est associée aux roches métasédimentaires, et qu’elle est principalement logée dans des chlorites magnésiennes et dans quelques grains de sphalérite micrométrique. Les proportions trop faibles de cette dernière et, par exemple, des minéraux issus de sa désulfurisation (gahnite), ne permettent pas de classer cette minéralisation dans le type Sedex (minéralisation zincifère sédimentaire de type exhalatif).

Les teneurs significatives en Nb obtenues dans plusieurs dykes de granite à feldspath alcalin et dans plusieurs intrusions de syénite de la région restent à définir. Par contre, deux zones minéralisées en Nb sont connues au NNE de Normandin, soit Crevier, situé à 73 km (feuillet 32H07), et Carbonatite de Girardville localisé à 23 km (feuillet 32H02). La zone minéralisée de Crevier a été travaillée davantage et montre une minéralisation logée dans un essaim de dykes pegmatitiques de syénite à néphéline associés à une intrusion de syénite néphélinique contenant quelques phases de carbonatite (Groulier et al., 2020). Cependant, la découverte de ces lithologies dans le nord immédiat de la région d’étude pourrait aider à comprendre la nature de cette minéralisation en Nb.

Collaborateurs
 
Auteurs Abdelali Moukhsil, géo., Ph. D. abdelali.moukhsil@mern.gouv.qc.ca
Mhamed El Bourki, géo. stag., M. Sc. mhamed.elbourki@mern.gouv.qc.ca
Géochimie Fabien Solgadi, géo., Ph. D.
Géophysique Rachid Intissar, géo., M. Sc.
Évaluation de potentiel Virginie Daubois, géo., M. Sc.
Logistique Marie-Dussault, coordonnatrice
Géomatique Sylvie Tétreault, technicienne en géomatique
Kathleen O’Brien, technicienne en géomatique
Conformité au gabarit François Leclerc, géo., Ph. D.
Accompagnement/mentorat et lecture critique Fabien Solgadi, géo., Ph. D.
Organisme Direction générale de Géologie Québec, Ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles, Gouvernement du Québec

Remerciements :

Ce Bulletin géologiQUE est le fruit de la collaboration de nombreuses personnes qui ont activement pris part aux différentes étapes de la réalisation du projet. Nous tenons à remercier les stagiaires en géologie Abdelhalim Benhacine et Ahmed Dhab, ainsi que Claude Dion, ingénieur, et Fabien Solgadi, géologue, les étudiants Joël Chalifoux-Trudeau, Marie Desrosiers, Audrey-Anne Lalonde, Johnatan Sylvain-Bravo, le technicien Raphaël Sirard, sans oublier les étudiants de l’École de terrain Gaëtan Giroux et Dorian Joncour pour leur excellent travail. Les discussions avec Kostas Papapavlou (géochronologue) ont été très profitables. Le transport aérien sur le terrain a été assuré par la compagnie Héli-Inter.

Références

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Autres publications

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23 octobre 2020