Géologie de la région du lac Borgia, Province de Grenville, nord de La Tuque, régions de la Mauricie et du Saguenay – Lac-Saint-Jean, Québec, Canada
Projet visant les feuillets 31P09, 31P10, 31P15 et 31P16
Abdelali Moukhsil et Gabriel Côté
BG 2018-01
Publié le
Une nouvelle carte géologique de la région du lac Borgia (ouest de la Province de Grenville) a été produite à l’échelle 1/50 000 à la suite d’un levé réalisé au cours de l’été 2017. Les lithologies identifiées sont composées de roches métasédimentaires et volcaniques coupées par des intrusions mafiques à felsiques. L’âge de ces roches varie du Pinwarien au Grenvillien (1,52 à 0,99 Ga).
La région expose les roches volcano-sédimentaires du Groupe de Montauban (1450 Ma), reconnu au nord de Trois-Rivières, qui sont l’hôte des minéralisations de Zn-Pb-Ag-Au exploitées aux mines Montauban et Tétrault. Cette unité supracrustale est coupée par les roches intrusives des complexes de la Bostonnais (1380 Ma), du Parc des Laurentides (1390 à 1345 Ma) et des suites plutoniques charnockitiques de Vermillon et de Pope. Les intrusions grenvilliennes de la Suite de Rivière-à-Pierre (1058 Ma) représentent un grand volume de roches intermédiaires à felsiques dans la partie est de la région. Des roches mafiques à ultramafiques sont aussi présentes sous la forme de dykes ou d’intrusions importantes comme l’Anorthosite de Langelier, la Suite d’Étoile et la Gabbronorite d’Édouard, laquelle constitue l’unité encaissante de la minéralisation de Ni-Cu de la mine du Lac Édouard (ressources historiques de 34 259 t à 1,55 % Ni et 0,5 % Cu).
En plus des indices connus, plusieurs nouvelles zones favorables à l’exploration ont été découvertes dans la région (terres rares, oxydes de fer, titane, phosphore et vanadium, Cu-Ni, minéraux industriels).
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 d’un géologue, de cinq géologues stagiaires et de cinq étudiants entre le 2 juin et le 18 août 2017.
La cartographie du secteur à l’étude a permis de produire et de mettre à jour les éléments d’information présentés dans le tableau ci-dessous :
| Éléments | Nombre |
|---|---|
| Affleurements décrits (géofiches) | 1270 |
| Analyses lithogéochimiques totales | 296 |
| Analyses lithogéochimiques des métaux d’intérêt économique | 47 |
| Analyses géochronologiques | 5 |
| Lames minces standards | 178 |
| Lames minces polies | 125 |
| Colorations au cobaltinitrite de sodium | 99 |
| Colorations au bleu de méthylène | 2 |
| Analyses au micro fluorescence à rayons X (M4 Tornado, U-Laval) | 63 |
| Analyses à la microsonde électronique CAMECA SX-100 (U-Laval) | 3 |
| Fiches du lexique stratigraphique | 12 |
| Fiches de substances métalliques | 10 |
Travaux antérieurs
Le tableau ci-dessous présente une liste des travaux antérieurs consultés pour la rédaction de ce rapport. Une liste plus exhaustive peut être trouvée dans la base de données documentaire EXAMINE.
| Auteur(s) | Type de travaux | Contribution |
|---|---|---|
| Wilson, 1910 | Reconnaissance géologique | Reconnaissance géologique le long du chemin de fer |
| Retty, 1934 | Reconnaissance géologique | Reconnaissance géologique |
| Osborne, 1935 | Cartographie au 1/250 000 | Cartographie régionale |
| Newham, 1964 | Cartographie au 1/31 680 | Cartographie régionale |
| Wynne-Edwards, 1966 | Cartographie au 1/250 000 | Cartographie régionale |
| Laurin et Sharma, 1975 | Cartographie au 1/250 000 | Cartographie régionale |
| Rondot, 1978 | Cartographie | Cartographie régionale |
| Baer, 1976 | Article | Étude de l’Anorthosite de Langelier |
| Bissonnette, 1978 | Mémoire de maîtrise | Pétrologie et structure de l’Anorthosite de Langelier |
| Dion et al., 1981 | Cartographie et forage | Définition du gîte de mica Chasseur |
| Perreault, 1992 | Cartographie au 1/50 000 | Cartographie du feuillet SNRC 31P16 |
| Hébert et Nadeau, 1995 | Cartographie au 1/50 000 | Cartographie du feuillet SNRC 31P01 |
| Nadeau et al., 1997 | Cartographie au 1/50 000 | Cartographie du feuillet SNRC 31P09 |
| Thèse de doctorat | Étude de la minéralisation et datation de la mine du Lac Édouard |
Lithostratigraphie
La région cartographiée est située dans la Province de Grenville, plus précisément dans la partie ouest de la ceinture allochtone (Rivers et al. 1989, 2012). Cette province, la plus jeune province géologique du Bouclier Canadien, s’est mise en place le long de la marge est du continent Laurentia qui constitue le noyau continental de l’Amérique du Nord. Le Grenville représente la racine profonde d’une ancienne chaîne de montagnes comparable à l’Himalaya actuel (Dewey et Burke, 1973).
La région est constituée de roches volcano-sédimentaires injectées par des suites plutoniques métamorphisées au faciès des amphibolites à granulites dont les âges sont compris entre 1,4 et 1,09 Ga. Cet épisode est contemporain de la formation d’un bassin sédimentaire formé en majeure partie de métasédiments généralement migmatitiques d’âge elzévirien (1230 à 1180 Ma; Elzévirien selon Moore et Thompson, 1980). Des intrusions d’âge grenvillien à postgrenvillien de composition gabbroïque et syénitique s’injectent à leur tour dans cet ensemble entre 1,09 et 0,99 Ga. Toutes ces roches sont injectées par des dykes de pegmatite de composition granitique.
Coupe géologique transversale
La coupe structurale ci-bas présente les relations entre les unités, les failles et les zones de cisaillement. Elle est accompagnée d’un diagramme illustrant les relations chronologiques entre les différentes unités.
| Suite intrusive de Rhéaume (1019 ±2 Ma, David, 2018) | |
| Syénite, syénite quartzifère ± néphéline, gabbronorite, quantités mineures de syénite à hypersthène, de monzonite foïdifère, de syénogranite, de monzogranite et de mangérite |
| Suite de Rivière-à-Pierre (1058 ±1 Ma, Nadeau et al., 1992) | |
| Granite et monzonite porphyroïdes, leucocrates; monzodiorite, quantités mineures de granodiorite, de mangérite et de syénite |
| Granite de Catherine | |
| Syénogranite, granite, monzonite quartzifère, mangérite, monzodiorite quartzifère, dykes de pegmatite granitique |
| Suite de Roc (>1012 ±1 Ma, Moukhsil et al., 2015) | |
| Gabbronorite à oxydes de Fe-Ti-P et à sulfures, quantités mineures de gabbro et de leuconorite |
| Gabbronorite et gabbro folié, quantité mineure de roches mafiques à oxydes de Fe-Ti-P |
| Webstérite à olivine, pyroxénite, gabbronorite, gabbro |
| Suite de Borgia (1072,1 ±5,4 Ma, Konstantinos Papapavlou, comm. personnelle) | |
| Syénite, syénite à hypersthène, mangérite, syénogranite, charnockite, quantités mineures de granite et de monzonite |
| Granite, mangérite, syénogranite, quantités mineures de gabbronorite, de charnockite et de monzonite. |
| Monzonite, mangérite, syénite, syénite à feldspath alcalin, syénogranite |
| Suite d’Étoile | |
| Granite avec ou sans orthopyroxène et syénite à hypersthène, syénite, quantité mineure de mangérite |
| Anorthosite noire à grain grossier, gabbronorite, quantités mineures de troctolite, d’orthopyroxénite et de pyroxénite |
| Anorthosite de Trenche | |
| Gabbronorite, anorthosite porphyrique, leuconorite, quantité mineure de mangérite, enclaves de paragneiss |
| Anorthosite de Langelier | |
| Anorthosite blanche, quantité mineure de gabbronorite |
| Gabbronorite d’Édouard (>1164,7 ±3,6 Ma; David et al., 2010) | |
| Gabbrononorite, quantités mineures de leuconorite, de mangérite, de gabbro et de diorite |
| Complexe de Wabash (âge maximum 1204 ±2 Ma, Moukhsil et al., 2015) | |
| Marbre calcitique à dolomitique, quantités mineures de paragneiss, de roches calcosilicatées et de quartzite |
| Paragneiss rouillé, quantités mineures de quartzite, wacke quartzitique à pyrite, chalcopyrite et grenat, granite et gneiss granitique |
| Paragneiss migmatitisé, migmatite d’origine sédimentaire, granite |
| Suite plutonique de Vermillon (1373 ±21 Ma, David, 2018) | |
| Charnockite et gneiss granitique, quantités mineures d’enderbite, de granite, de granite à feldspath alcalin, de monzodiorite quartzifère et de jotunite |
| Complexe de La Bostonnais (1400 à 1370 Ma, Nadeau et van Breemen, 1994; Corrigan, 1995) | |
| Granodiorite, gabbronorite, monzodiorite quartzifère, quantité mineure de diorite, de gabbro, de monzogabbro, et de mangérite |
| Gabbronorite, gabbro, diorite, quantités mineures de monzonite, de monzogabbro, de monzodiorite à hypersthène et de syénite |
| Granodiorite, tonalite |
| Groupe de Montauban (1450 Ma, Nadeau et van Breemen, 1994) | |
| Amphibolite granoblastique d’origine volcanique probable (basalte, andésite), tuf à lapillis, quantités variables de paragneiss à biotite, de gneiss quartzofeldspathique et de grenatite |
| Paragneiss mésocrate gris clair |
| Paragneiss pyriteux rouillé, quartzite, amphibolite, pegmatite alumineuse |
Description simplifiée des unités lithostratigraphiques et lithodémiques
La description suivante est faite par ordre chronologique, de l’unité la plus ancienne à l’unité la plus jeune.
Le Groupe de Montauban a fait l’objet de nombreux travaux de cartographie et d’études géochimiques depuis 1916 (Bancroft, 1916; Smith, 1956; Pyke 1966; Rondot, 1978; Morin 1984; Nadeau et al., 1999; Sappin, 2012, etc.). Les roches de ce goupe sont composées de gneiss quartzofeldspathique, de quantités mineures de quartzite, ainsi que de rares niveaux de marbre et de roche calcosilicatée. Cet ensemble métasédimentaire est associé à des roches métavolcaniques incluant des métabasaltes coussinés d’affinité tholéiitique, des andésites amphibolitisées ainsi que des métatufs à lapillis (MacLean et al. 1982; Nadeau et al., 1992, Moukhsil et Côté, ce rapport). Un tuf à lapillis a été daté à 1,45 Ga (Nadeau et van Breemen, 1994).
Le Complexe de La Bostonnais a été introduit par Rondot (1978) dans la région du Saint-Maurice. Des datations U/Pb sur zircons effectuées sur une diorite et une granodiorite ont donné des âges de cristallisation qui varient entre 1,4 et 1,37 Ga pour ce complexe (Nadeau et van Breemen, 1994, Corrigan, 1995). Dans la région cartographiée, le Complexe de La Bostonnais est formé : 1) de gneiss hétérogène, généralement rubané, qui montre une alternance serrée de niveaux centimétriques à décimétriques de paragneiss, de quartzite impur, de gneiss à biotite ou à hornblende ± grenat ± sulfure ± anthophyllite ± cordiérite (unité mPbos1), 2) de gneiss granodioritique et tonalitique à hornblende-biotite ± grenat (unité mPbos2); 3) de granodiorite et de tonalite (unité mPbos3); 4) de gabbronorite, de gabbro, de diorite ± quartz, de monzonite et de quantités mineures de monzonite, de monzogabbro, de monzodiorite à hypersthène et de syénite à feldspath alcalin et à hypersthène (unité mPbos4); et 5) de granodiorite, de gabbronorite, de monzodiorite quartzifère, de quantités mineures de diorite avec ou sans hypersthène, de gabbro, de monzogabbro et de mangérite (unité mPbos5).
Le Complexe du Parc des Laurentides a été introduit par Hébert et Nadeau (1995) lors de la cartographie de la région de Talbot (Portneuf, feuillet 31P01). Un gneiss granitique et un monzogranite œillé de ce complexe ont donné des âges respectifs de 1391 ±11 Ma et 1344 ±2,8 Ma (David et al., 2009). Dans la région du lac Borgia, il est constitué : 1) de gneiss granitique métatexitique (unité mPcpl1) exposé principalement dans le coin SSE du feuillet 31P09 et qui se poursuit dans le coin NNE du feuillet 31P08; 2) de leucogranite (monzogranite et syénogranite) qui occupe une petite superficie (<2 km2) dans le coin SSE du feuillet 31P09 (unité mPcpl2); 3) d’orthogneiss granitique à structure œillée, renfermant des boudins d’amphibolite, des dykes d’aplite et quelques écrans de paragneiss (unité mPcpl4); et 4) de monzonite quartzifère foliée ou œillée renfermant également quelques dykes d’aplite (unité mPcpl5) cartographiés ici et là dans cette unité.
La Suite plutonique de Vermillon a été introduite par Moukhsil et Côté (2017). Un âge préliminaire de 1373 ±21 Ma (U/Pb sur zircons) est proposé pour cette unité (David, 2018). Cette suite (unité mPver) a été reconnue dans la partie ouest de la région d’étude, dans les feuilles 31P10 et 31P15. Elle est composée de charnockite et de gneiss granitique associés à des quantités mineures d’enderbite, de granite, de granite à feldspath alcalin, de monzodiorite quartzifère et de jotunite.
La Suite plutonique de Pope a été introduite par Moukhsil et Côté (2017). Elle affleure dans le coin NNW du feuillet 31P15. Un âge préliminaire de 1352 ±6 Ma (U/Pb sur zircons) est proposé pour cette suite (David, 2018). Dans la région d’étude, la Suite plutonique de Pope est constituée d’une seule unité (mPpop2) formée de granite, de charnockite, de gneiss granitique, de mangérite et de quantités mineures de monzodiorite quartzifère, de monzonite, d’enderbite et de granite à feldspath alcalin.
Le Complexe de Wabash représente un ensemble de roches métasédimentaires et métavolcaniques dont l’âge maximal est de 1204 ±2 Ma (U/Pb sur zircons, Moukhsil et al., 2015, 2016, 2017). Les lithologies qui le composent sont : 1) le paragneiss à biotite migmatitisé, la migmatite dérivée de sédiments et le granite – le tout injecté par des dykes de granite et de pegmatite (unité mPwab1); 2) le paragneiss rouillé à biotite ± graphite ± grenat ± sillimanite ± pyrite ± pyrrhotite associé à des quantités mineures de quartzite impur en lits millimétriques et des wackes quartzitiques à grenat-pyrite-chalcopyrite (unité mPwab2); 3) un niveau de marbre calcitique à dolomitique, mélangé à des quantités mineures de paragneiss rouillé à graphite et à grenat, et associé à des roches calcosilicatées en boudins et des niveaux centimétriques à métriques de quartzite impur (unité mPwab3); 4) l’amphibolite, la grenatite, les roches quartzofeldspathiques et les granitoïdes d’anatexie (unité mPwab4); et 5) les roches d’origine volcano-sédimentaire composées de formation de fer au faciès des silicates, de formation de fer au faciès des oxydes à rubans de chert, de grenatite à sulfures, d’amphibolite (volcanite mafique), de gneiss quartzofeldspathique (volcanite felsique), de roche fragmentaire (tuf à lapillis) et d’une quantité mineure de paragneiss à biotite (unité mPwab5).
La Gabbronorite d’Édouard, hôte d’une mine fermée de Ni-Cu, a été introduite par Nadeau et al. (1997) lors de la cartographie du Grand lac Édouard (feuillet 31P09). Elle a été injectée par une intrusion monzonitique à 1164,7 ±3,6 Ma (David et al., 2010), indiquant ainsi que sa mise en place est antérieure à 1164,7 Ma. Fortement magnétiques et d’orientation NNE-SSW, les roches qui la composent sont : 1) la pyroxénite, foliée à massive, et contenant localement de la chalcopyrite, la webstérite ± olivine et des quantités mineures de harzburgite, localement à litage compositionnel (altérnance webstérite-orthopyroxénite-harzburgite, Sappin, 2012), le lamprophyre et de diabase (unité mPedo1); 2) la gabbronorite massive, localement à phénocristaux de hornblende pœcilitique, avec une foliation et un rubanement magmatique peu marqué par endroits, des quantités mineures de leuconorite, de mangérite, de gabbro et de diorite (unité mPedo2); et 3) la syénite à hypersthène, localement porphyrique en feldspath potassique, et des quantités mineures de monzonite et de syénogranite (unité mPedo3).
L’Anorthosite de Langelier, nommée par Rondot (1978), affleure au centre de la région cartographiée. Elle constitue une intrusion de forme circulaire carctérisée par une faible anomalie magnétique entourée d’une zone de cisaillement et, au nord, par quelques zones de chevauchement. Elle est principalement composée d’anorthosite blanchâtre à andésine (rarement labrador) et à hypersthène avec une quantité mineure de gabbronorite.
L’Anorthosite de La Tuque (unité mPtuq) a été reconnue par Klugman (1956). Elle forme une petite masse de 12 km2 orientée N-S qui affleure partiellement au sud de la région cartographiée (feuillet 31P10). Le reste de l’intrusion se prolonge dans le feuillet 31P07. Elle est formée d’anorthosite blanche, localement granoblastique, et d’une quantité mineure de gabbronorite à phlogopite.
L’Anorthosite de Trenche (unité mPtec) est une nouvelle unité identifiée dans l’ouest du feuillet 31P15 où celle-ci affleure sous la forme de petites intrusions éparses injectées dans la Suite plutonique de Vermillon et dans le Complexe de Wabash. Elle est constituée de gabbronorite, d’anorthosite porphyrique à phénocristaux de plagioclase, de leuconorite et d’enclaves de paragneiss.
La Suite d’Étoile a été introduite par Perreault (1992) dans le feuillet 31P16. Elle est constituée d’intrusions éparses injectées dans le Complexe de La Bostonnais. Dans la région cartographiée, cette suite est composée : 1) d’anorthosite noire, de gabbronorite et de quantités mineures de troctolite et de pyroxénite (mPeto1); et 2) de syénogranite avec ou sans orthopyroxène (charnockite) et de syénite à hypersthène, de syénite massive, localement œillée et d’une quantité mineure de mangérite.
La Suite de Travers (1076,2 ±8,4 Ma, U/Pb sur zircons, Konstantinos Papapavlou, comm. personnelle) a été introduite par Perreault (1992) dans le coin NNE du feuillet 31P16. Elle est bordée par des zones de cisaillement importantes. L’un des affleurements typiques (17-AM-101) de la zone de bordure expose une mylonite démontrant un mouvement senestre. La suite est constituée : 1) de gabbronorite, de diorite à hypersthène, de mangérite et de quantités mineures de granite à feldspath alcalin et à hypersthène (unité mPtra1); 2) de mangérite, de syénite, de syénite à hypersthène et de quantités mineures de syénogranite, de granite et de granite à feldspath alcalin (unité mPtra2); et 3) de granite porphyrique en feldspath potassique, de syénogranite et de quantités mineures de gabbronorite, de monzonite, de syénite quartzifère contenant également des enclaves de paragneiss (unité mPtra3).
La Suite de Borgia (1072,1 ±5,4 Ma, U/Pb sur zircons, Konstantinos Papapavlou, comm. personnelle), a été introduite par Perreault (1992) lors de la cartographie géologique du feuillet 31P16. Cette suite s’est mise en place dans le Complexe de la Bostonnais et dans le Groupe de Montauban; elle chevauche la partie nord de l’Anorthosite de Langelier. Cette suite est constituée de : 1) monzonite massive, localement porphyrique à phénocristaux de feldspath potassique et de plagioclase, et mangérite, syénite, syénite à feldspath alcalin et syénogranite (unité mPbor1); 2) granite massif, mangérite, syénogranite et quantités mineures de gabbronorite, de charnockite et de monzonite (unité mPbor2); et 3) syénite, syénite à hypersthène, mangérite, syénogranite, charnockite et quantités mineures de granite et de monzonite (unité mPbor3).
La Suite de Roc, dont l’âge métamorphique est de 1012 ±1 Ma (U/Pb sur zircons; Moukhsil et al., 2015), est constituée d’intrusions et de dykes mafiques à ultramafiques très dispersés dans la région. Elle est formée de : 1) webstérite à olivine, pyroxénite, gabbronorite et gabbro (unité mPsro1); 2) gabbronorite, gabbro folié et quantités mineures de roche mafique à oxydes de Fe-Ti ± P (unité mPsro2); et 3) gabbronorite à oxydes de Fe-Ti ± P (OAGN, Oxyde-Apatite-Gabbronorite, acronyme proposé ailleurs dans le Grenville par Dymeck et Owens, 2001), localement porphyroblastique en grenat, gabbro et leuconorite (unité mPsro3).
Le Granite de Catherine (mPcat) a été introduit par Perreault (1992) dans le sud du feuillet 31P16. Celui-ci se prolonge dans le nord du feuillet 31P09 (Nadeau et al., 1997). Cette unité s’injecte, entre autres, dans les roches de la Suite d’Étoile et du Complexe de La Bostonnais. L’unité est constituée de syénogranite, de granite, de monzonite quartzifère, de mangérite, de monzodiorite quartzifère, localement porphyrique. Elle est injectée de dykes de pegmatite de composition granitique et de taille centimétrique, localement à structure graphique.
La Suite de Rivière-à-Pierre a été introduite par Perreault (1993). Un âge de 1058 ±1 Ma lui a été attribué par Nadeau et al. (1992). Seule l’unité 2 (mPprr2) de cette suite affleure dans la partie est de la région (31P09 et 31P16) où elle est constituée de granite et de monzonite porphyroïdes et leucocrates, de monzogranite, de monzodiorite et de quantités mineures de granodiorite, de mangérite et de syénite. L’unité mPprr1 est quant à elle formée de granite et de monzonite porphyroïdes avec ou sans hypersthène. En général, la suite est en contact cisaillé avec les unités encaissantes (Complexe de La Bostonnais, Groupe de Montauban, Complexe du Parc des Laurentides).
La Suite intrusive de Rhéaume a été introduite par Moukhsil et Côté (2017) dans la région de Wemotaci. L’âge de cette unité a été estimé à 1019 ±2 Ma (David, 2018). Dans la région cartographiée, l’unité mPrhe2 est constituée de syénite, de syénite quartzifère ± néphéline, de gabbronorite à oxydes de Fe-Ti-P et de quantités mineures de syénite à hypersthène, de monzonite foïdifère, de syénogranite, de monzogranite et de mangérite.
Géologie structurale
Gneissosité et plissement
Les unités lithologiques les plus anciennes de la région du lac Borgia, d’âge pinwarien à adirondien (1520 à 1080 Ma), ont été recristallisées, déformées et plissées à la suite de multiples évènements de déformation anté-grenvilliens (>1080 Ma). Ces fabriques ont été transposées lors de la déformation D1 pour former une gneissosité pénétrative, nommée G1, d’orientation NW-SE. Par conséquent, toutes les structures primaires de ces roches ont été oblitérées. Ces unités anciennes ont été affectées subséquemment durant l’Orogenèse grenvillienne par une déformation pénétrative D2/G2. La configuration finale de ces unités correspond à des structures en dômes et bassins visibles à différentes échelles, et indiquées par des inversions de pendage vers l’ouest ou vers l’est.
Les roches mises en place durant l’Orogenèse grenvillienne sont moins déformées et présentent des fabriques planaires submagmatiques à magmatiques. Ces structures sont associées à la mise en place des injections et des intrusions post-tectoniques de composition variée (anorthosite, syénite, granite) qui ont ainsi perturbé toutes les structures antérieures, surtout à leurs bordures, formant ainsi des couloirs de déformation. Il est très difficile de relier les différentes phases de plissement aux événements tectoniques. Deux types de plis sont généralement observés. On trouve d’abord des plis isoclinaux dont le plan axial est orienté de façon plus ou moins parallèle au grain structural NE-SW à NNE-SSW dominant de la région (G2). On observe également quelques plis ouverts d’orientation grossièrement N-S à NNW-SSE correspondant à une fabrique planaire non pénétrative G3. Cette orientation se reflète sur celle de quelques dykes de pegmatite granitique.
Zones de cisaillement
Plusieurs zones de cisaillement ont été cartographiées ici et là dans la région. Les plus importantes sont localisées à l’est, au centre et dans le coin NNE de la région.
Partie est de la région
La Suite de Rivière-à-Pierre est bordée par une zone de cisaillement. Cette unité est généralement massive, mais elle présente localement une foliation tectonométamorphique non pénétrative. La zone de cisaillement d’orientation grossièrement NNE-SSW est observée sur une centaine de mètres de large en bordure de l’intrusion. Cette zone est subverticale ou à fort pendage vers l’est et est associée à des linéations minérales ou d’étirement de type directionnel vers le NE. Plusieurs indicateurs cinématiques (par ex., fabriques C/S) semblent indiquer un mouvement principalement senestre. Il est possible que cette zone de cisaillement ait joué un rôle dans la mise en place de la Suite de Rivière-à-Pierre.
Partie centrale de la région
L’Anorthosite de Langelier est bordée par une zone de cisaillement ductile qui pourrait également être associée à sa mise en place. Le plagioclase du faciès anorthositique est complètement recristallisé. La foliation montre un pendage qui varie entre 52 et 65° vers le SW et porte des linéations à faible plongement vers l’est ou le NE. Par contre, vers le centre de l’intrusion, de fortes linéations (plongement 65 à 70°) orientées S à SW (tectonite en L) sont probablement le résultat d’un raccourcissement important de l’intrusion (affleurement typique 17-AM-174). Au nord de l’intrusion, des zones de cisaillement et de chevauchement sont localement observées. Ces structures semblent indiquer que l’intrusion a cessé sa progression durant sa mise en place. La tectonique en L indique probablement un phénomène de constriction durant la déformation de l’anorthosite. Ces structures planaires et linéaires, ainsi que la forme arrondie du Langelier, démontrent que cette intrusion forme un tube ou un diapir.
Partie NNE de la région
La Zone de cisaillement de Métabetchouane, orientée N-S, forme un couloir de déformation ductile d’au moins 300 m de largeur sur environ 12 km de longueur. Cette zone de cisaillement traverse des roches très déformées à mylonitiques transformées en gneiss granitique dans le couloir de déformation (affleurement typique 17-MR-4140). Le côté est de la zone de cisaillement est constitué des faciès mangéritique et gabbronoritique de l’Anorthosite de Trenche, alors que le côté ouest expose les gabbros et les diorites du Complexe de La Bostonnais. La zone de cisaillement montre des linéations minérales et d’étirement à composante directionnelle et les indicateurs cinématiques (porphyroblastes de type d) semblent indiquer un mouvement dextre. Cette structure est coupée par d’autres zones de cisaillement dextres (plis en Z et structures C/S) moins importantes qui présentent une orientation NE-SW, un pendage modéré vers l’est et des linéations à composante directionnelle vers le SW (affleurement typique 17-AM-102).
Métamorphisme
La région cartographiée est caractérisée soit par des roches métamorphisées ou mises en place dans le faciès des granulites ou des amphibolites. La figure d’interprétation des domaines métamorphiques montre de manière schématique la répartition des domaines métamorphiques où domine l’orthopyroxène (faciès des granulites) ou l’amphibole (faciès des amphibolites). Localement, les roches du faciès des granulites ont été rétrogradées au faciès des amphibolites et présentent une paragenèse à hornblende-plagioclase-grenat.
La muscovite primaire a été observée uniquement dans une pegmatite blanche non déformée et injectée dans les paragneiss du Groupe de Montauban. Les paragneiss pélitiques du Groupe de Montauban et du Complexe de Wabash contiennent des minéraux diagnostiques du métamorphisme tels que le grenat, la sillimanite et la cordiérite en trace. L’absence de la muscovite et la présence de l’assemblage quartz-feldspath alcalin-plagioclase-grenat-sillimanite-biotite dans ces paragneiss indiquent que les conditions de P–T du métamorphisme régional ont dépassé le champ de stabilité de la muscovite et ont atteint le champ P–T de la réaction de fusion de la biotite. Ces paragneiss sont localement migmatitiques et ont subi une fusion partielle avec la formation de mobilisat granitique (avec orthopyroxène à l’ouest de la région). Ceci indique que les roches ont subi un métamorphisme de haute température et de moyenne pression.
Les gabbronorites de la région présentent généralement l’assemblage à plagioclase-orthopyroxène-clinopyroxène–hornblende, rarement à grenat, avec des quantités mineures de quartz; ce dernier est observé surtout en bordure des minéraux mafiques. Cet assemblage est comparable à celui observé dans les roches atteignant le faciès des granulites de moyenne pression (Pattison, 2003).
La présence non négligeable de feldspath perthitique, mésoperthitique à antiperthitique dans les charnockites et les syénites à orthopyroxène de la région indique également que ces roches sont métamorphisées ou se sont mises en place dans le faciès des granulites.
L’association orthopyroxène-amphibole-biotite est surtout observée dans les roches mafiques (leuconorite et gabbronorite) et dans quelques mangérites. Dans de tels cas, l’orthopyroxène est ouralitisé (hornblende) et la biotite secondaire est localement présente en inclusion ou le long des plans de clivage. Le mica de teinte brun-rouge (phlogopite?) est interprété comme un produit de l’altération hydrothermale.
Géologie économique
La région du lac Borgia présente des zones favorables pour sept types de minéralisation :
- Minéralisations de cuivre-nickel magmatiques associées aux roches mafiques
- Minéraux industriels
- Pierres architecturales
- Minéralisations en éléments de terres rares (ETR)
- Minéralisations de vanadium associées aux anorthosites
- Minéralisations de Fe avec des teneurs anomales en titane et vanadium
- Minéralisations de cuivre et teneurs anomales en zinc associées à des roches volcaniques
Le tableau des indices ci-dessous présente les résultats d’analyses pour les dix indices connus dans le secteur, incluant trois nouveaux indices découverts dans le cadre de nos travaux.
(E) : Échantillon choisi; (R) : Rainure; (F) : Forage
Le tableau des analyses lithogéochimiques des métaux d’intérêt économique donne la localisation, la description et les résultats d’analyse de 47 échantillons choisis dans le but d’évaluer le potentiel économique de la région.
Nouvelle zone à explorer pour les minéralisations de cuivre-zinc associées aux roches volcaniques
Les roches de la région de Trois-Rivières, plus précisément les volcanites du Groupe de Montauban, sont depuis longtemps connues pour leur potentiel en minéralisation de Zn-Pb-Au-Ag (MineTétrault :production de 1911 à 1965 de 2,7 Mt à 4,5 % Zn, 1,5 % Pb, 0,56 g/t Au, 70 g/t Ag; mine Montauban : ressources historiques de 440 Kt à 2,91 % Zn, 0,88 % Pb, 34,29 g/t Ag, Tomkins et al., 2007). Même si ces roches sont métamorphisées au faciès des amphibolites (St-Seymour et MacLean, 1984), d’autres exemples tels que le gisement Broken Hill en Australie prouvent que cette minéralisation peut être préservée au grade métamorphique élevé (granulite).
Dans le secteur du lac Borgia, l’indice Ghislaine a été mis au jour dans des unités faisant partie de la continuité des roches du Groupe de Montauban. Il s’agit d’un niveau de grenatite en contact avec un basalte et un paragneiss. La grenatite est composée de grenat, de titanite, d’orthopyroxène, d’amphibole, de plagioclase, de biotite, de gahnite, de sphalérite et de chalcopyrite. Contrairement à la minéralisation de la région de Montauban de type Zn-Pb, cette dernière est plutôt à Cu-Zn, possiblement explicable par un environnement de dépôt différent ou par une température plus élevée lors de l’activité hydrothermale. Cet indice indique une minéralisation à 0,17 % Cu, 0,1 % Zn et 2,4 % S. Selon le calcul à 100 % sulfures (Kerr, 2003), la zone massive devrait avoir des teneurs de 2,4 % Cu et de 1,32 % Zn. De plus, tout comme la minéralisation à Montauban, la déformation synmétamorphisme a pour effet de concentrer la lentille sans remobiliser la minéralisation (Tomkins et al., 2007). Pour ces raisons, la région de Borgia possède un potentiel économique équivalent à celui de Montauban, bien que le métamorphisme y soit à plus haut grade.
Nouvelle zone à explorer pour les minéralisations de cuivre-nickel magmatiques associées aux roches mafiques
La mise en place d’intrusions hôtes de minéralisation en Ni-Cu ± EGP dans le secteur de La Tuque est reliée à l’injection de magmas issu de source mantellique métasomatisée (Sappin, 2012). Ces magmas auraient ensuite partiellement remobilisé et transporté le liquide sulfuré afin de former les intrusions minéralisées du Domaine de Portneuf-Mauricie situé dans la partie centre-sud de la Province de Grenville. La Mine du Lac Édouard (ressources historiques de 34 259 t à 1,55 % Ni et 0,5 % Cu, Poirier, 1988) est un exemple de ce type de gîte. Les roches encaissantes de ce dernier sont composées de webstérite, d’orthopyroxénite et de gabbronorite plissées. La minéralisation se présente sous forme de lentilles de sulfures massifs à semi-massifs situées près de la charnière du synclinal (Poirier, 1988).
Dans la région de Borgia, deux indices associés à des intrusions mafiques-ultramafiques ont été mis au jour dans de petites intrusions du Complexe de La Bostonnais : 1) l’indice Kiskissink, composé de sulfures disséminés, encaissé dans des boudins de pyroxénite contenue une gabbronorite; et 2) l’indice Cabouron, correspondant à des sulfures disséminés dans une gabbronorite.
L’indice Kiskissink est le plus prometteur des deux, puisque :
- Les teneurs en cuivre et en nickel y sont plus élevées;
- Le ratio Ni/Cu de 1,37 indique qu’il y a eu peu de remobilisation;
- Le calcul à 100 % sulfures (Kerr, 2003) indique la présence d’une zone massive probable avec des teneurs de 6,53 % Ni et 4,69 % Cu, ce qui est légèrement plus haut que les teneurs du lac Édouard (6,7 % Ni et 1,7 % Cu, Clark, 2000).
Les travaux de terrain de 2017 ont permis la découverte d’un seul petit affleurement minéralisé pour l’indice Kiskissink. Malgré cela, le secteur de cet indice recèle un fort potentiel et possède certaines caractéristiques comparables à la minéralisation du lac Édouard. Le secteur nécessite plus de travaux d’exploration afin de déterminer les dimensions de l’intrusion et trouver des zones de sulfures massifs ou semi-massifs.
Nouvelle zone à explorer pour les minéralisations en Fe-Ti-V-P associées aux intrusions mafiques-ultramafiques
Depuis une centaine d’années, le vanadium a été principalement utilisé comme additif au procédé du fer. Or, depuis plusieurs années, de nouvelles utilisations de ce métal sont apparues avec la croissance du marché des batteries. Selon certains experts (Merchant Research & Consulting, 2016), la demande en vanadium pourrait doubler d’ici 2025.
Trois types de dépôts peuvent contenir du vanadium : 1) les dépôts à titanomagnétite vanadifère (VTM); 2) les dépôts de roche phosphatée; et 3) les grès uranifères. Dans la région du lac Borgia, le vanadium se trouve dans les VTM. Ce type de dépôt est la plus grande source de vanadium (85 % de la production mondiale). Il ya longtemps que les producteurs de fer de haute qualité tentent d’extraire le fer, le titane et le vanadium de la VTM. Une compagnie québécoise (Electrochem Technologie & Materials) a réussi à extraire ces métaux et à concentrer un oxyde de vanadium de haute performance pour le stockage d’énergie (Grad, 2017).
Dans le secteur du lac Borgia, plusieurs anomalies et un indice (Lac Fabien) contiennent ce type de minéralisation associé aux intrusions mafiques-ultramafiques telles que l‘Anorthosite de La Tuque et la Suite d’Étoile. La VTM est présente en grain d’environ 1 mm et contient des inclusions de titanite allongées d’environ 200 microns. À l’indice Lac Fabien, les teneurs en V2O5 dans ces VTM sont d’environ 0,79 %, ce qui est légèrement inférieur à celles du Lac Doré (1,08 % V2O5, Vanadiumcorp, 2017). La lentille du Lac Fabien est facilement identifiable sur les levés aéromagnétiques avec ses dimensions d’environ 800 m x 500 m. Considérant les nouveaux procédés d’extraction du vanadium, la taille de la lentille ainsi que de la bonne teneur en V2O5 des VTM, le Lac Fabien possède un fort potentiel pour cette substance. Dans la région, plus d’exploration est nécessaire afin d’identifier d’autres lentilles de cette envergure.
| Auteurs | Abdelali Moukhsil, géo., Ph. D. Abelali.Moukhsil@mern.gouv.qc.ca Gabriel Côté, géo. stag., B. Sc. Gabriel.Cote@mern.gouv.qc.ca |
| Géochimie | Fabien Solgadi, géo., Ph. D. |
| Géophysique | Siham Benahmed, géo. stag., M. Sc. Rachid Intissar, géo., M. Sc. |
| Évaluation de potentiel | Hanafi Hammouche, géo., M. Sc. |
| Logistique | Clotilde Duvergier, géo. stag., B. Sc. |
| Géomatique | Julie Sauvageau Kathleen O’Brien |
| Édition | Simon Auclair, géo., M. Sc. |
| Lecture critique | Fabien Solgadi, géo, Ph. D. et James Moorhead, géo., M. Sc. |
| 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 géologues stagiaires Antoine Archambault, Ahmed Boulahcen, Christopher Lambert, Manuelle Perron-Racine ainsi que les étudiants Maxime Daniel-Tanguay, Maryse Desrocher, Philippe Pelletier, Évelyne Sunatori. Nous aimerions souligner l’excellent travail du cuisinier Daniel Crépeau, de l’homme de camp Patrick Dubeau et Kostas Papapavlou pour la géochronologie. Les discussions avec les géologues Serge Perreault et Marc Constantin ont été très profitables.
Références
Publications du gouvernement du Québec
Autres publications