Étude des minéralisations en éléments des terres rares ± Nb ± Ta, parties ouest et centrale de la Province de Grenville, Québec, Canada

Abdelali Moukhsil, Mhamed El Bourki
BM 2023-01
Publié le  

 

 

 

L’Essentiel

 

À l’été 2023, trois secteurs de la Province de Grenville ont fait l’objet d’une étude de plusieurs zones minéralisées (indices) en éléments de terres rares (ETR) ± Nb + Th ± Y ± Zr. Le secteur I se trouve dans la région du réservoir Daniel Johnson, sur la Moyenne-Côte-Nord (feuillets SNRC 22K06, 22K07, 22K10, 22K11 et 22K15). Le secteur II est quant à lui localisé au nord et au NW de la région du Lac-Saint-Jean (feuillets 32A15, 32H01, 32H/02, 32H07 et 32H08). Enfin, le secteur III se situe au NW de la ville de La Tuque (feuillets 31P11, 31P14, 32A03, 32A04 et 32B01). 
 
La première étape de cette étude a consisté en une compilation des minéralisations de ce type touchant l’ensemble de la portion québécoise de la Province de Grenville. Cette compilation traite des caractéristiques de chaque zone minéralisée, particulièrement la minéralogie (minéraux porteurs de la minéralisation, minéraux associés), les roches hôtes, l’âge de la minéralisation, le mode de mise en place, etc. Dans une seconde étape entamée à l’été 2023, plusieurs zones minéralisées ont fait l’objet d’une étude plus poussée impliquant une cartographie détaillée, l’analyse par µXRF et à la microsonde d’échantillons minéralisés, ainsi que des études géochronologiques (U-Pb) et isotopiques (isotopes Hf-Lu). Les objectifs de ces travaux visent à bien caractériser ces minéralisations afin de les situer dans les différentes classifications existantes et de définir les environnements métallogéniques de mise en place. En effet, les indices de ETR ± Nb + Th ± Y ± Zr des trois secteurs étudiés et de la Province de Grenville sont en général associés à des roches hôtes particulières (dykes de pegmatite granitique, dykes de syénite pegmatitique ou à grain grossier avec ou sans néphéline, roches plutoniques granitiques ou syénitiques, dykes de carbonatite). Elles se distinguent par une dominance de l’allanite ou de la monazite et par la présence de carbonates de terres rares (parisite, bastnäesite), thorite, apatite et xénotime. Ces caractéristiques varient d’un secteur à l’autre indépendamment de l’âge des roches hôtes ou de la nature des roches encaissantes traversées par les dykes minéralisés (intrusions et/ou paragneiss). Ainsi, dans le secteur I, les datations de ces dykes coïncident avec la période grenvillienne tardive (1005 à 960 Ma), alors que dans les secteurs II et III, les âges de mise en place correspondent au Grenville moyen et tardif (1090 à 1020 Ma).

Introduction : contexte et objectifs

Mise en contexte de l’étude avec l’historique des travaux antérieurs

La Province géologique de Grenville est connue pour son potentiel minéral en minéralisation en éléments de terres rares (ETR) et en Nb-Ta. En effet, 159 zones minéralisées (indices) y ont été répertoriées à partir de la base de données SIGÉOM et découvertes soit par les prospecteurs autonomes, des compagnies d’exploration minière ou à la suite des travaux de cartographie du Ministère.

Trois secteurs (I, II, III) ont fait l’objet de cette étude. Le secteur I se trouve dans la région du réservoir Daniel-Johnson sur la Moyenne-Côte-Nord (feuillets SNRC 22K01, 22K02, 22K06, 22K07, 22K10, 22K11, 22K14 et 22K15), le secteur II est localisé au nord et au NW de la région du Lac-Saint-Jean (feuillets 32A15, 32H01, 32H/02, 32H07 et 32H08), alors que le secteur III se situe au NW de la ville de La Tuque (feuillets 31P11, 31P14, 32A03, 32A04 et 32B01).

Les objectifs de l’étude

1 – Répertorier toutes les zones minéralisées (indices) de terres rares de la Province de Grenville

2 – Description détaillée sur un choix d’indices dans les trois secteurs d’étude

  •    Étude pétrographique des différentes phases minérales constituant la minéralisation en éléments de terres rares
  •    Analyse géochimique, microfluorescence X (µXRF) et microsonde électronique
  •    Analyse géochronologie (si possible) de cinq échantillons de pegmatite à ETR
  •    Mesures isotopiques εHf sur Zr pour déterminer la source des fluides minéralisateurs (origine mantéllique vs croûte continentale)

3 – Étude comparative des trois secteurs

4 – Étude géochimique des roches encaissantes des dykes à ETR (type I, S, A, type de métasédiments, etc.)

5 – Catégoriser les minéralisations en ETR du Grenville en fonction des classifications existantes

6 – Classification des pegmatites minéralisées selon le minéral porteur des ETR et/ou du Nb

7 – Mise à jour des fiches de zones minéralisées des indices ETR de la Province de Grenville, surtout celles des indices étudiés

8 – Interpréter l’environnement géodynamique de mise en place des pegmatites à ETR et à Nb-Ta de la Province de Grenville

 

Travaux antérieurs

Le tableau ci-dessous présente une liste des travaux réalisés dans les secteurs à l’étude depuis 1923. Il inclut aussi les références citées dans le rapport. Une liste plus exhaustive est disponible dans la base de données documentaire EXAMINE.

 

Travaux antérieurs dans la région d’étude
Auteur(s)Type de travauxContribution
El Bourki et Moukhsil, 2023 Levé géologique et reconnaissance des ressources minéralesDécouverte de plusieurs zones minéralisées et de zones favorables à l’exploration pour les éléments de terres rares (ETR) et d’oxydes de Nb
Coulombe et al., 2023Étude de la zone minéralisée Blanchette 1Âge et sources des magmas à l’origine de la pegmatite granitique à allanite-Ce
Saint-Laurent et al., 2023Étude de la carbonatite de GirardvilleÉtude pétrographique et géochimique de la carbonatite et des zones minéralisées associées (ETR et Nb)
Talla Takam et Moukhsil, 2022Levé géologique et reconnaissance des ressources minéralesDécouverte de zones minéralisées et de zones favorables à l’exploration pour les éléments de terres rares (ETR)
El Bourki et Moukhsil, 2021Levé géologique et reconnaissance des ressources minéralesDécouverte de plusieurs zones minéralisées et de zones favorables à l’exploration pour les ETR, phosphore et oxydes de Nb
Moukhsil et El Bourki, 2021Levé géologique et reconnaissance des ressources minéralesDécouverte de plusieurs indices et zones favorables à l’exploration pour les ETR et oxydes de Nb
Moukhsil et al., 2015Levé géologique et reconnaissance des ressources minéralesDécouverte de plusieurs zones minéralisées et de cibles d’exploration pour les ETR
Moukhsil et al., 2014Levé géologique et reconnaissance des ressources minéralesTravaux de cartographie et découvertes de plusieurs zones minéralisées en ETR
Groulier et al., 2014 
Groulier et al., 2020
Étude du dyke de syénite à néphéline de l’Intrusion alcaline de CrevierÉtude de la minéralisation en Nb-Ta
Moukhsil et al., 2013bLevé géologique de reconnaissanceTravaux de reconnaissance géologique, entre autres des anorthosites

Moukhsil et Solgadi, 2017

Synthèse géologique de la région du réservoir Daniel-JohnsonGéologie, potentiel minéral et cadre géodynamique  

Bergeron, 1980

Étude des minéralisations en Nb-Ta de l’Intrusion alcaline de CrevierÉtude pétrographique, géochimique et métallogénique de la zone minéralisée de Crevier
Turlin et al., 2017, 2018 2019Études des minéralisations en ETRÉtude pétrographique, géochronologie, sources des ETR et études isotopiques (Hf-Lu)

Méthode de travail

La région a été étudiée en visitant les différentes zones minéralisées (indices) 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 détaillés et d’échantillonnage ont été réalisés par une équipe composée de quatre géologues, entre le 6 juin et le 10 août 2023. Cette étude a permis de documenter une trentaine de zones minéralisées en ETR, Nb, Ta et P répartis dans trois secteurs dans la Province de Grenville, elle a permis également de produire et de mettre à jour les éléments d’information présentés dans le tableau ci-contre.

 

Données et analyses
ÉlémentNombre
Nombre d’affleurements de géofiche14
Nombre de zones minéralisées (indices) visitées et étudiées24 indices
Analyse lithogéochimique totale13 échantillons
Analyse lithogéochimique des métaux d’intérêt économique27 échantillons
Analyse géochronologique5 échantillons
Lame mince standard
Lame mince polie47
Analyse µXRF32
Analyse par microscope à balayage électronique (MEB)
Analyse par microsonde électronique10
Fiche de zone minéralisée159

 

 

Contexte géologique

 

Géologie régionale

Les travaux de cette étude sont répartis dans trois secteurs de l’Allochtone de la Province de Grenville. Le secteur I est localisé dans la région du barrage Daniel-Jonhson, sur le territoire de la Côte-Nord, dans la partie centrale du Grenville. Il a été cartographié par le Ministère en 2013 (Moukhsil et al., 2014) et contient 13 zones minéralisées en ETR. Le secteur II désigne une région au NNW du Lac-Saint-Jean qui a été cartographiée en 2020, 2021 et 2022 par des équipes du Ministère (Moukhsil et El Bourki, 2020; El Bourki et Moukhsil, 2021; El Bourki et Moukhsil, 2023). Elle contient 25 zones minéralisées en ETR ± Nb ± P. Le secteur III se trouve au NW de la Tuque et a été cartographié par le Ministère en 2016, 2017, 2019 et 2022 (Moukhsil et al., 2016; Moukhsil et Côté, 2017; Moukhsil et Daoudene, 2019; Talla Takam et Moukhsil, 2022). Il comprend 12 zones minéralisées en ETR. Les secteurs II et III sont situés dans la partie ouest du Grenville.

Les dykes de pegmatite minéralisés en ETR, Th, Nb, Ta, Th et P sont injectés dans différentes roches hôtes dont la composition et l’âge varient. Les données du tableau 1, du tableau 2 et du tableau 3 résument ces données ainsi que les âges de quelques dykes et intrusions à ETR, Nb et Ta.

 
 

La carte ci-jointe localise les 159 zones minéralisées en éléments des terres rares ± Th ± Nb ± Ta de la Province géologique de Grenville. Les minéralisations sont localisées dans des dykes ou injections pegmatitiques de composition granitique à syénitique, des plutons granitiques ou syénitiques, ainsi que des dykes de carbonatite. Les dykes et les injections coupent des roches hôtes formées de paragneiss, de mangérite, de gabbronorite, de granite, de syénite (voir les trois tableaux ci-dessous). Les âges des roches encaissantes couvrent plusieurs périodes géologiques et les pegmatites minéralisées ont des âges variés selon le secteur.

 

Dans le secteur I, les roches encaissantes sont les paragneiss du Complexe de la Plus-Value, d’âge pinwarien (1,7 à 1,4 Ga; Moukhsil et al., 2012, 2013a) et la Suite plutonique de Bourdon, d’âge pinwarien (1,48 à 1,49 Ga; Moukhsil et al., 2013a, Augland et al., 2015). Le complexe est d’origine métasédimentaire et est injecté par plusieurs familles de pegmatites, minéralisées ou non, d’orientations variables (Moukhsil et al., 2012, 2013a). 

Secteur I : Côte-Nord

Zones minéralisées 13-AM-13 : à monazite

Cette zone minéralisée est logée dans une pegmatite granitique de teinte blanchâtre (≥10 m de large sur 100 m de long) et la minéralisation en ETR est contenue dans la monazite. Cette dernière est disséminée dans la pegmatite sous forme d’agrégats de petits cristaux millimétriques, lesquels sont visibles à l’œil nu en affleurement et généralement corrodés. La pegmatite est datée à 1004,2 ±5 Ma (Turlin et al., 2019) et est injectée dans le paragneiss à biotite du Complexe de la Plus-Value, d’âge pinwarien (1,5 Ga, Moukhsil et al., 2012, 2013a). La pegmatite contient localement de la biotite et de la muscovite. Du point de vue géochimique, elle est d’affinité hyperalumineuse et coïncide avec le champ des granites de type I à S (selon la classification de Chappell et White, 1974).

 

Zones minéralisées 13-AE-2149B : à allanite-Ce

Cette zone minéralisée correspond à un dyke de pegmatite granitique rosâtre de 60 à 80 cm d’épaisseur, qui contient de l’allanite, de la biotite, de la magnétite, du zircon et des traces d’apatite. La pegmatite injecte et coupe la mangérite foliée et porphyroïde de la Suite plutonique de Castoréum, datée à 1,39 Ga (Augland et al., 2015). Sur le terrain, on observe quelques gros phénocristaux d’allanite disséminés qui peuvent atteindre >10 cm de longueur. Les analyses effectuées au MEB montrent de nombreux cristaux de silicates de terres rares (piergorite-Ce). Ces cristaux présentent une zonation très nette qui est marquée par une augmentation des teneurs en Si et Th et une diminution des teneurs en Fe et Ce du cœur vers la périphérie. La pegmatite est métalumineuse et coïncide avec le domaine des granites de type igné (Chappell et White, 1974). L’échantillon 13-AE-2149B1 de cette pegmatite a titré 8766 ppm ETR légères (1710 ppm Nd, 4130 ppm Ce), avec 766 ppm Th et 6340 ppm Zr.

 

 

Zone minéralisée Ernest (11-FS-1025)

La zone minéralisée Ernest est logée dans un dyke de pegmatite granitique à ETR et à Th. Le dyke mesure ~1 m d’épaisseur et s’injecte dans des intrusions de gabbronorite et de mangérite du Complexe de Canyon, daté à 1222 ±75 Ma (Moukhsil et al., 2013). La pegmatite est hématitisée, chloritisée et contient des traces de zircon et de magnétite. La minéralisation en ETR est portée par des grains de monazite millimétriques (1 %), des grains d’allanite ainsi que des masses brunes. Celle-ci se compose d’un assemblage de pyroxène, de thorite (ThSiO4) et de parisite (carbonate de terres rares légères) au centre et d’axinite (silicate de bore) en bordure (minéraux identifiés au microscope à balayage). Le dyke est concordant à la foliation de la gabbronorite. L’échantillon 11-FS-1025C a retourné 5539 ppm ETR total et 543,6 ppm Th.

 

Tableau 1 : Caractéristique de la minéralisation en ETR et Th dans le secteur I (région du barrage Daniel-Johnson)

 

Secteur II : Lac-Saint-Jean

Gîte de Crevier

BM 2023-01 – Grenville ETRLe gîte de Crevier est localisé dans un dyke pegmatitique constitué d’une syénite à néphéline de l’Intrusion alcaline de Crevier (957,5 ±2,9 Ma). La minéralisation en Nb-Ta est portée par le pyrochlore (Bergeron, 1980, Groulier et al., 2014, 2020; Moukhsil et El Bourki, 2021). Deux lignées de pyrochlores issues des processus de cristallisation fractionnée et de l’immiscibilité ont été documentées par Groulier et al. (2014). Les pyrochlores ont une origine magmatique (primaire) ou une origine secondaire tardimagmatique associée à la circulation des fluides (Groulier et al., 2014, 2020).

Carbonatite de Girardville

La carbonatite est minéralisée en Nb et ETR. Elle correspond à un dyke de 1 à 2 m d’épaisseur s’injectant dans la Suite intrusive de Sainte-Hedwige (1017 ±36 Ma Papapavlou, 2019). La carbonatite est constituée de calcite, d’une faible proportion de dolomite, de gros cristaux d’ilménite et de microcline, de biotite (phlogopite) et de traces d’ægyrine. Elle contient également d’autres minéraux accessoires comme du rutile, de la strontianite, de la baryte, de l’apatite (fluor-apatite), de l’hématite, de la monazite, du pyrochlore et des carbonates de terres rares (Saint-Laurent et al., 2023). Elle contient aussi des enclaves de syénite grise. Les teneurs peuvent atteindre 431 ppm Nb (22CS1-D9) et 2495 ppm ETR (p. ex. 22CS1-H1). Ces éléments sont concentrés dans le pyrochlore pour le Nb et l’apatite et la monazite pour les ETR. La carbonatite n’a pas été datée, mais se trouve dans la zone Waswanipi-Saguenay (Moorhead et al., 2000), qui comprend entre autres les carbonatites de Montviel (1894,2 ±3,5 Ma; David et al., 2006; Goutier, 2006) et de Lac Shortt (2652 Ma; Morasse, 1988 dans Nadeau et al., 2014), dans la Province du Supérieur, et celle de Saint-Honoré (582,2 ±1,8 Ma; Néron et al., 2018), dans la Province de Grenville. Une deuxième zone (Nottaway) contient la Carbonatite de Dolodau (2631 ±8 Ma; Augland et al., 2016; Bédard et Chown, 1992). La Carbonatite de Crevier (957 ±2,9 Ma; Groulier et al., 2020) est localisée légèrement à l’écart de ces deux zones. Au point de vue géochronologique, on peut considérer que les carbonatites de Girardville et de Saint-Honoré se sont mises en place à la même période.

Zone minéralisée Aligas

La zone minéralisée Aligas est caractérisée par une roche ultramafique (clinopyroxénite) à trace d’olivine injectée de syénite hétérogranulaire de l’Intrusion de Rivière Noire. La minéralisation en ETR est logée dans l’apatite et probablement dans la titanite. En effet, la roche contient >10 % d’apatite et, localement, la titanite peut atteindre 25 % de la roche et est associée à de l’augite et à des phénocristaux de feldspath potassique. Ces derniers contiennent des inclusions de titanite. L’intrusion apparaît sous la forme de lentilles irrégulières dans un périmètre de ~5 km de long sur 3 km de large, selon un axe NW-SE (140°/45°). Elle est contenue dans le couloir Waswanipi-Saguenay qui rejoint le complexe de Saint-Honoré. Des figures de mélange de magmas ultramafique et syénitique sont observées ici et là dans l’intrusion. Les teneurs retournées sont de 2427 ppm ETR et de 4,57 % P2O5 (1,99 % P) sur un échantillon choisi (21-GS-2094A1).

 

Zone minéralisée du Semoir

La zone minéralisée Du Semoir est constituée d’Injections (dykes) de pegmatite de 50 cm à 1 m de puissance qui coupent une gabbronorite à traces de sulfures (<2 % PY, PO). La pegmatite est de composition granitique et contient de la magnétite (10-15 %), du quartz et du feldspath alcalin. La minéralisation en ETR-Th est portée par ~1 % d’allanite associée à la thorite. Cette dernière est de teinte noirâtre et de taille millimétrique. Un échantillon choisi (22-AM-33B1) a retourné des teneurs de 2542 ppm ETR total, 408 ppm Th et 2500 ppm Zr.

 

Tableau 2 : Caractéristique de la minéralisation en ETR ± Nb-Th dans le secteur II (région du Lac-Saint-Jean)

 

Secteur III: région de La Tuque

Zone minéralisée Haltaparche

La zone minéralisée Haltaparche est constituée d’un dyke de pegmatite granitique de teinte blanchâtre de ~3 m de largeur. Celui-ci montre une texture graphique. Il coupe la charnockite de la Suite plutonique de Hibbard 3 (mPhid3), d’âge pinwarien (1468 ±7 Ma; Moukhsil et al., 2015). La pegmatite contient de gros cristaux de biotite et des cristaux millimétriques d’allanite. Cette dernière est sous forme de petites baguettes allongées avec une texture fibroradiée en son pourtour. La pegmatite a une affinité métalumineuse et coïncide avec le champ des granites de type I (origine ignée, Chapell et White, 1974).

 

Zone minéralisée Blanchette-1

La zone minéralisée Blanchette-1 est localisée dans un dyke de pegmatite granitique de teinte rosâtre de ~1 m d’épaisseur injecté dans un paragneiss à graphite du Complexe de Wabash (<1204 Ma; Moukhsil et al., 2015). La pegmatite est composée de feldspath potassique-plagioclase-amphibole-zircon-allanite-thorite ± magnétite ± carbonates de terres rares. La magnétite est localisée autour des amphiboles et semble être associée à la minéralisation de terres rares. La minéralisation en ETR est concentrée dans l’allanite, dont la concentration peut atteindre localement 10 % de la roche, et dans la parisite (carbonate de ETR). L’allanite apparaît sous forme de baguettes centimétriques et est associée à la thorite (5 %). L’allanite est concentrée localement dans le centre du dyke, tandis que la thorite se trouve généralement en inclusion dans l’allanite. Le zircon (<10 %) se trouve en petits cristaux xénomorphes disséminés ou en inclusions dans la biotite. L’âge obtenu pour cette pegmatite est de 1060,8 ± 6,9 Ma (Coulombe et al., en préparation).

D’un point de vue géochimique, la pegmatite minéralisée en ETR et Th est d’affinité métalumineuse à hyperalumineuse et coïncide avec le domaine des granites d’origine ignée (type I, selon la classification de Chappell et White, 1974). Ceci pourrait expliquer que la pegmatite est issue d’un fractionnement ou d’une fusion partielle d’une roche ignée plutôt que d’une roche métasédimentaire (Complexe de Wabash). À noter que les mobilisats granitiques échantillonnés dans les paragneiss du Wabash aux environ de la pegmatite (Coulombe et al., 2023) ne sont ni minéralisés en ETR, ni en Th. D’ailleurs, seuls les échantillons de la pegmatite enrichie en ETR (allanite) présentent aussi un enrichissement en Th (thorite). Cette observation montre la relation étroite entre les deux minéraux.

L’analyse à la microsonde électronique (CAMECA SX-100) indique que l’allanite est de type Ce (11 % Ce2O3, 5,6 % La2O3, 3,45 % Nd2O3) et que la parisite contient ~2,5 fois plus de terres rares que l’allanite (24,5 % Ce2O3, 18,5 % La2O3, 12 % Nd2O3. La parisite est surtout observée dans les fractures. L’analyse globale de l’échantillon 16-GC-1051E1 de la pegmatite minéralisée a donné des teneurs de 26 967 ppm ETR (dont 4090 ppm Nd), de 4070 ppm Th et de 6790 ppm Zr.

 

Syénite à ETR

Zone minéralisée Sabot

Plusieurs affleurements de la Suite intrusive de Toad ont retourné des teneurs en éléments des terres rares dépassant les 1000 ppm ETR. La zone minéralisée Sabot est logée dans une syénite quartzifère en contact avec une syénite à orthopyroxène assignée à la Suite intrusive de Toad (981,6 ±5,5 Ma; Coulombe et al., 2023). Ces deux unités sont coupées par un dyke de gabbronorite de la Suite de Roc. Les deux suites sont injectées dans la Suite plutonique de Vermillon (1350 Ma; David, 2018). La syénite quartzifère est à grain moyen et présente une légère foliation. Elle contient un assemblage de feldspath potassique-hornblende-quartz-biotite ± pyrite ± magnétite ± allanite ± apatite ± carbonates de terres rares ± calcite. La roche contient 10 % de minéraux opaques (pyrite et magnétite). La pyrite présente localement une couronne de magnétite. La biotite, l’allanite et les carbonates se trouvent en bordure des minéraux opaques. L’apatite prend la forme de petits cristaux disséminés

Les minéraux porteurs de terres rares sont l’allanite et les carbonates (parisite). L’analyse à la microsonde électronique (CAMECA SX-100) indique que l’allanite est de type Ce (10 % Ce2O3, 5 % La2O3, 3,2 % Nd2O3) et que la parisite contient ~2,5 fois plus de terres rares que l’allanite (24 % Ce2O3, 18 % La2O3, 12 % Nd2O3). La parisite est surtout observée dans les fractures. L’analyse de l’apatite indique qu’il s’agit de la fluoroapatite et qu’elle ne contient pas d’éléments de terres rares.

 

Zone minéralisée Keyser

La syénite de la Suite intrusive de Rhéaume (1019 Ma; David, 2018) est connue pour sa minéralisation en terres rares localisée dans l’allanite (zone minéralisée Keyser). Cette dernière est disposée en baguettes millimétriques dans la syénite. L’échantillon choisi 16-AE-2126-A1 a donné des valeurs de 3142 ppm ETR, dont 519 ppm Nd.

 

 

Tableau 3 : Caractéristique de la minéralisation en ETR ± Nb ± Th dans le secteur III (région de La Tuque)

 

 

Géochimie des syénites et des pegmatites minéralisées

À venir.

Géologie structurale

Les dykes de pegmatite granitique ou syénitique ne montrent pas une seule direction préférentielle. En revanche, ils ont des contacts nets et coupent les roches encaissantes dans les trois secteurs étudiés. Dans les secteurs II et III, il semble que quelques dykes de pegmatite à ETR soient orientés de façon subparallèle aux zones de déformation dans lesquelles ils se sont mis en place (Couloir de déformation de Windigo et Zone de cisaillement de Saint-Fulgence).

 

Secteur I

Les dykes de pegmatite minéralisés ne semblent pas avoir d’orientation unique, bien que quelques dykes aient une direction NW-SE à E-W. Le contrôle structural régional de la mise en place de ces dykes n’est donc pas évident à démontrer à ce stade de notre étude.

 

 

Secteur II

Les dykes de pegmatite minéralisés ne montrent pas d’orientation préférentielle dans le secteur II. Cependant, on remarque une direction dominante NW-SE subparallèle aux grandes structures (failles normales, zones de cisaillement et chevauchement) qui traversent le secteur et concordent avec la zone Waswanipi-Saguenay. 

 

Secteur II – Projet Jalobert

Zone minéralisée 23-GS-6090 : secteur SE du feuillet 22D10

La Zone de cisaillement de Saint-Fulgence est plus ou moins documentée dans la région du lac Jalobert (coin SE du feuillet 22D10). Un couloir parallèle à cette zone renferme des pegmatites granitiques sous forme de dykes et de veines enrichis en ETR et Th (valeurs allant jusqu’à 3000 cps au scintillomètre RS 230). Dans ce couloir, les pegmatites s’étendent sur plusieurs kilomètres (5  km) de longueur sur une largeur variable de 10 à 15 m. Les pegmatites sont intrusives dans une roche mafique amphibolitisée similaire à la roche contenue dans la Faille de Saint-Fulgence ailleurs dans la région du Saguenay. Il est à noter que les dykes et les injections de pegmatite minéralisés sont déformés, localement transposés et leur orientation varie de 25° à 70°. Cette dernière est subparallèle à celle de la Zone de cisaillement de Saint-Fulgence (N30 à N55).

Secteur III

Couloir de Windigo

Dans ce couloir, les zones minéralisées en éléments de terres rares (Lac Fogh, FT-1065, Lac du Relais et FT-1057) se répartissent sur une distance de ~16 km et suivent une direction plus au moins N-S qui est subparallèle à la faille majeure et aux zones de décrochement senestre formant ce couloir de déformation. Ces zones minéralisées sont localisées dans des dykes de pegmatite granitique injectés dans des granites à feldspath contenant du grenat, de l’orthopyroxène et localement de la sillimanite (Intrusions de Windigo; 1030 ±5 Ma, David en préparation). Ces granites ont été interprétés comme granites d’anatexie issus de la fusion partielle des paragneiss à graphite (Complexe de Wabash; 1204 Ma, Moukhsil et al., 2015) coincés dans ce couloir (Talla Takam et Moukhsil, 2023).

Orientation des dykes pegmatitiques de la Province de Grenville

À venir.

Métamorphisme

Les trois secteurs d’études affichent un métamorphisme de haut grade (faciès granulites), localement rétrogradé au faciès supérieur des amphibolites. Les zones minéralisées en ETR-Th-Nb-Ta ne sont pas métamorphisées et montrent des textures magmatiques et une minéralogie à quartz, feldspath potassique, plagioclase ± magnétite et ilménite, avec des traces de biotite, sans orthopyroxène.

 

Altération : autres travaux de microsonde et micro-XRF

Les altérations hydrothermales répertoriées dans les pegmatites granitiques à ETR correspondent à celles subies par la modification de l’allanite. En effet, dans un exemple documenté (zone minéralisée Haltaparche), les photographies et analyses prises sur une allanite altérée par microscope à balayage (MEB) montrent une zonation en sa bordure avec une perte en Ca, Fe et ETR et un enrichissement en Th (thorite ou thorianite?). Dans la même allanite, on observe également une transformation en bastnaésite (carbonate de ETR) attribuée à une altération hydrothermale de basse température ou à une altération supergène. D’autres détails suivront.

 

Discussion

Dans le secteur I, Turlin et al. (2019) ont établi une source crustale pour la plupart des minéralisations en ETR et ont démontré que les dykes de pegmatite proviennent de la fusion partielle des roches métasédimentaires protérozoïques du Groupe de Gagnon, localisées dans le Parautochtone. Dans le secteur III, les travaux sur des isotopes de Lu-Hf de Coulombe et al. (2023) indiquent une source crustale dérivant d’un protolite igné pour la pegmatite granitique de Blanchette 1. Ils suggèrent que la pegmatite granitique et la Suite intrusive de Toad (enrichie en ETR) n’ont aucun lien génétique. La source de cette pegmatite serait une roche ignée plus ancienne telle la Suite plutonique de Vermillon (Coulombe et al., 2023). Dans le secteur III, Augland et al. (2017) ont établi que la source des magmas des intrusions syénitiques provient de la fusion partielle du manteau lithosphérique sous-continental.

Les âges de mise en place des pegmatites et des syénites, avec ou sans minéralisation en ETR ±Nb ±Ta, se répartissent en quatre périodes pour les trois secteurs. Les plus jeunes se sont mises en place entre 1018 et 985 Ma (Grenvillien tardif), et les plus anciennes entre 1060 et 1045 Ma (Grenvillien précoce et Grenvillien moyen).

 

 

Conclusion

Plusieurs types de minéralisations en ETR-Th-Nb-Ta sont présents dans les trois secteurs :

  1. minéralisation associée à des dykes pegmatitiques de composition granitique;
  2. minéralisation associée à des syénites alcalines (intrusions, dykes);
  3. minéralisation associée à des carbonatites;
  4. minéralisation associée à des roches ultramafiques.

 

Les minéralisations en ETR-Th-Nb-Ta dans les trois secteurs sont :

  1. à allanite dominante;
  2. à monazite dominante;
  3. à pyrochlore;
  4. à apatite/titanite.

 

Les minéralisations sont mises en place lors de deux périodes géologiques dans les trois secteurs : post-grenvillienne à grenvillienne

  1. Secteur I : 1001 – 1005 Ma (Grenvillien tardif)
  2. Secteurs II et III :
  • <985 Ma (Post-grenvillien; Crevier = 957,5 ±2,9 Ma, Groulier et al., 2020);
  • 1018 – 985 Ma (Tardi-grenvillien; zones minéralisées : Lac du Relais, 1009,1 ±4,6 Ma; Lac Jacques = 1007,5 ±3 Ma; Blanchette-2 = 1001 ±6,2 Ma; Niobithor = 990,9 ±9,2 Ma, Alves et al., 2023);
  • 1050 – 1018 Ma (Grenvillien moyen; zones minéralisées : FT-1065 = 1049,2 ±1,7 Ma; Cormoran = 1044,3 ±9,3 Ma (Alves et al., 2023);
  • 1080 – 1050 Ma (Grenvillien précoce; zones minéralisées : Blanchette-1 = 1061,7 ±6 Ma (Coulombe et al., 2023); Lac Baude = 1059 ±1,7 Ma; Bardy = 1057,8 ±11,7 Ma (Alves et al., 2023).

 

Modèle proposé pour la mise en place de la minéralisation

  • À venir.

La source des minéralisations est variable dans les trois secteurs :

1 – Secteur I : fusion de la croûte continentale et des métasédiments pour la plupart des zones minéralisées;

2 – Secteur II et III

  • fusion de la croûte continentale des roches ignées plutoniques;
  • fusion de la croûte mantellique (à valider par l’étude des minéralisations);
  • cristallisation fractionnée des syénites alcalines (à valider par l’étude des minéralisations).

 

À retenir pour les prochains travaux d’exploration

Les dykes étudiés ne sont pas très larges et n’affleurent pas en essaims partout sur le terrain à l’étude. Des travaux de géophysique et une cartographie détaillée avec la cueillette de données par scintillomètre au sol pourraient aider grandement à définir les extensions de ces dykes et le volume en surface.

Grâce aux données compilées suite à nos travaux dans l’Allochtone de la Province de Grenville, il s’avère que des caractéristiques lithologiques, minéralogiques, isotopiques, de la source et de l’âge des dykes pegmatitiques et des syénites ont permis de faire ressortir deux secteurs distincts. Les deux secteurs sont distribués de part et d’autre de la Zone de cisaillement de Saint-Fulgence. On doit tenir compte de ces différences lors de l’établissement d’un modèle géodynamique de mise en place des zones minéralisées en ETR-Th-Nb-Ta.

 

 

Collaborateurs
 
AuteursAbdelali Moukhsil, géo., Ph. D. abdelali.moukhsil@mrnf.gouv.qc.ca
Mhamed El Bourki, géo., M. Sc. mhamed.elbourki@mrnf.gouv.qc.ca
GéochimieOlivier Lamarche, géo., Ph. D.
GéophysiqueRachid Intissar, géo., M. Sc.
Évaluation de potentielVirginie Dubois, géo., M. Sc.
LogistiqueMarie Dussault, coordonnatrice
Conformité du gabarit et du contenuFrançois Leclerc, géo., Ph. D.
Accompagnement
/mentorat et lecture critique
Fabien Sogadi, géo., Ph. D.
OrganismeDirection générale de Géologie Québec, Ministère des Ressources naturelles et des Fôrets, Gouvernement du Québec

 

 

Remerciements

Nous tenons à remercier Hélène Legros et Maxym-Karl Hamel-Hébert pour des discussions lors de la visite des zones minéralisées en ETR-Th-Nb. Nous tenons également à remercier Bertrand Rottier, Pedro Alves, Samuel Coulombe, Francis Talla Takam et François Turlin pour des échanges et discussions qui ont été très profitables, en plus de nous avoir permis d’utiliser des données sur des dykes minéralisés en ETR.

Références

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Autres publications

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21 novembre 2023