Géologie de la région du lac Le Vilin, sous-provinces de La Grande et d’Opatica, Eeyou Istchee Baie-James, Québec, Canada

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  Minéralisation de métaux usuels (Cu-Zn ± Au) de type sulfures massifs associée aux roches volcaniques du Groupe du Lac des Montagnes

   

   

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  Zone favorable pour les minéralisations de Ni-Cu-PGE-Cr associées aux komatiites du Groupe du Lac des Montagnes et aux roches intrusives de la Suite mafique-ultramafique de Nasacauso

   

   

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  Minéralisation de type sulfures exhalatifs encaissée dans les roches métasédimentaires de la Formation de Voirdye

   

   

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  Zone favorable pour les minéralisations aurifères stratiformes dans les formations de fer du Groupe du Lac des Montagnes et de la Formation de Voirdye

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  Zone favorable pour les minéralisations de lithium associées aux pegmatites granitiques blanches de la Suite de Senay

Une nouvelle carte géologique de la région du lac Le Vilin a été produite à l’échelle 1/50 000 à la suite d’un levé réalisé au cours de l’été 2021. Ces travaux modifient significativement la limite entre les sous-provinces de La Grande et d’Opatica et confirment le prolongement vers l’est de la Ceinture du Lac des Montagnes (CLM). Cette dernière est désormais interprétée comme faisant partie de la Sous-province de La Grande en raison des similitudes stratigraphiques et métamorphiques avec la Ceinture de roches vertes de la Moyenne et de la Basse-Eastmain (CRVMBE) localisée plus au nord. La partie nord de la région à l’étude expose un ensemble métasédimentaire transitionnel entre le La Grande et l’Opinaca (Formation de Prosper) qui contient d’importantes injections de pegmatite granitique blanche assignées à la Suite intrusive Kauakiekamatsh. Cet ensemble métasédimentaire repose stratigraphiquement sur les gneiss tonalitiques du Complexe de Champion. Au centre, la CLM repose probablement sur le socle tonalitique du Complexe de la Hutte. La ceinture est formée des roches métasédimentaires de la Formation de Voirdye et des roches métavolcaniques du Groupe du Lac des Montagnes. Le Groupe du Lac des Montagnes forme une bande d’épaisseur kilométrique de >30 km de longueur injectée de roches intrusives mafiques-ultramafiques assignées à la Suite mafique-ultramafique de Nasacauso. La partie sud de la région d’étude se trouve dans la Sous-province d’Opatica. Borné au nord par la Zone de cisaillement de Poste Albanel, cet ensemble de roches plutono-gneissiques de composition intermédiaire à felsique est assigné au Complexe de Théodat. Une nouvelle unité désignée comme la Suite migmatitique de Le Vilin a également été reconnue au sein du Complexe de Théodat. Du point de vue structural, ces travaux de cartographie ont permis de prolonger vers l’est la Zone de cisaillement de Poste Albanel qui constitue la limite entre le La Grande et l’Opatica, ainsi que la Zone de cisaillement de Nisk localisée plus au nord entre la CLM et la CRVMBE.

Méthode de travail

Travaux antérieurs

Le tableau ci-dessous présente une liste des travaux réalisés dans le secteur à l’étude depuis 1972. Il inclut aussi les références citées dans le rapport. Une liste plus exhaustive peut être trouvée dans la base de données documentaire EXAMINE.

Lithostratigraphie

Cette partie présente succinctement les différentes unités cartographiées de la région du lac Le Vilin en les situant dans leur cadre stratigraphique et temporel. Des descriptions plus détaillées des lithologies sont données dans les fiches stratigraphiques respectives de chacune des unités, lesquelles sont accessibles en cliquant les hyperliens associés.

La région du lac Le Vilin se trouve au contact de deux sous-provinces archéennes de la Province du Supérieur, soit le La Grande au nord et l’Opatica au sud (Card et Ciesielski, 1986; Sawyer et Benn, 1993; Hocq et al., 1994; Benn, 2006; Percival et al., 2012). Le contact entre ces deux entités est marqué par la Zone de cisaillement de Poste Albanel (ZCalb), d’orientation NE dans le secteur du lac des Montagnes (feuillets 32N07, 32N08, 32N09, 32O12 et 32O14) et E-W dans la région du lac Le Vilin.

SOUS-PROVINCE D’OPATICA

La Sous-province d’Opatica constitue un ensemble de roches volcaniques, plutoniques et gneissiques d’âge mésoarchéen à néoarchéen (Benn et al., 1992; Sawyer et Benn, 1993; Davis et al., 1995; Benn et Moyen, 2008; Percival et al., 2012). Dans la région cartographiée, l’Opatica est formé du Complexe de Théodat qui comprend cinq unités. L’unité de gneiss tonalitique (Athe1) occupe près d’un quart du Complexe de Théodat et est interprétée comme un socle mésoarchéen fortement déformé et plissé mis en place entre 2833 Ma et 2820 Ma (Davis et al., 1994; Davis et al., 1995; Bandyayera et Daoudene, 2017; David, 2020a). L’unité de granodiorite et de tonalite foliées (Athe2 et Athe2a) forme près de la moitié de la superficie du complexe. Ces roches contiennent généralement des enclaves des unités Athe1 et Athe1a. Les unités de monzodiorite, de monzodiorite quartzifère et de monzonite quartzifère porphyroïdes (Athe3a), de diorite et de diorite quartzifère (Athe3b), de granodiorite porphyroïde (Athe3), de granite à biotite (Athe4) et de pegmatite granitique (Athe5a) coupent les tonalites et les granodiorites des unités plus anciennes (Athe1, Athe1a, Athe2 et Athe2a). Les ressemblances pétrographiques et géochimiques montrées par les intrusions porphyroïdes (Athe3 et Athe3a), de même que leur âge (2693,3 Ma; David, 2020b), permettent de les classer dans la famille des intrusions tarditectoniques à structure porphyroïde reconnues dans les sous-provinces de La Grande et d’Opatica (Augland et al., 2016). 

Au sein du Complexe de Théodat, une nouvelle unité de diatexite et de métatexite dérivées de paragneiss a été assignée à la Suite migmatitique de Le Vilin (nAvin). La masse la plus importante de cette suite est localisée entre les unités de gneiss tonalitique (Athe1) et de granodiorite foliée (Athe2), dans la partie est du feuillet 32O10. Des enclaves constituées de ces migmatites sont également observées dans l’unité de tonalite à biotite et hornblende (Athe2a). En affleurement, la nature hétérogène de la diatexite est soulignée par la présence de radeaux ou d’enclaves épars de protolite ayant subi une fusion partielle. Le protolite est généralement formé de paragneiss dérivé de wacke, quoique par endroits, ce protolite pourrait être de la tonalite gneissique.

SOUS-PROVINCE DE LA GRANDE

Au NW de la région cartographiée, le Complexe de Champion est formé de gneiss tonalitique (Achp1) associé à des proportions mineures de granodiorite foliée. Cette unité est limitée au sud par la Zone de cisaillement de Nisk qui marque la limite entre la Ceinture du Lac des Montagnes (CLM) et la Ceinture de roches vertes de la Basse et de la Moyenne-Eastmain (CRVMBE). Jusqu’à récemment, la CLM était interprétée comme une bande volcano-sédimentaire reliant les sous-provinces d’Opinaca et de Nemiscau et assignée à cette dernière. À la suite des récents travaux de cartographie (Bandyayera et al., 2022), la CLM est désormais interprétée comme faisant partie de la Sous-province de La Grande en raison des similitudes stratigraphiques et métamorphiques avec les roches de la CRVMBE.

L’âge de mise en place des gneiss de l’unité Achp1 (2889 Ma à 2881 Ma; Isnard et Gariépy, 2004; Bynoe, 2014) pourrait indiquer que le Champion représente un socle mésoarchéen sur lequel se seraient déposées les roches volcano-sédimentaires du Groupe d’Eastmain, dont la Formation de Prosper cartographiée au nord du secteur à l’étude (Côté-Roberge et al., 2021). Les paragneiss de la Formation de Prosper, injectés par les granites de la Suite intrusive Kauakiekamatsh, occupent un petit secteur au nord de notre région. Cette unité a été cartographiée en détail dans la région du lac Conviac (feuillet 33B02; Côté-Roberge et al., 2021).

Le Complexe de la Hutte est formé de gneiss tonalitique (Ahue1) et de tonalite foliée (Ahue2) qui forment des dômes gneissiques représentant des fenêtres structurales à l’intérieur des roches de la CLM. Les protolites des gneiss tonalitiques (nAhue1) sont datés à 2952,2 ±3,8 Ma (David, 2020b) et à 2790,4 ±5,4 Ma (David, 2020a). Ces âges semblent indiquer que le Complexe de la Hutte correspond à un socle mésoarchéen sur lequel se seraient déposées les roches supracrustales du Groupe du Lac des Montagnes et de la Formation de Voirdye.

Le Groupe du Lac des Montagnes forme une bande d’épaisseur kilométrique qui s’étend sur >30 km de longueur dans le secteur cartographié. Cette unité est composée de basalte amphibolitisé (nAmo1), de roche volcanique ultramafique (nAmo1a), de roche volcanique intermédiaire (nAmo2), de roche volcanoclastique felsique à intermédiaire (nAmo3), de formation de fer (nAmo4) et d’amphibolite dérivée de basalte komatiitique (nAmo5). L’unité nAmo1a représente une nouvelle unité de laves komatiitiques cartographiée dans la partie ouest du feuillet 32O15, au sein des roches sédimentaires de la Formation de Voirdye. Son contour a été dessiné à l’aide des données aéromagnétiques. Les différentes unités du Groupe du Groupe du Lac des Montagnes sont interstratifiées et plissées. Les basaltes sont constitués de tholéiites magnésiennes et ferrières, tandis que les volcanites intermédiaires et les volcanoclastites intermédiaires à felsiques sont d’affinité calco-alcaline. Deux datations U-Pb de zircons provenant de tuf à lapillis et à cendres de l’unité nAmo3 ont donné des âges de mise en place de 2707 Ma et 2723 Ma (David, 2020a).

Le Groupe du Lac des Montagnes est coupé par des filons-couches communément très magnétiques de péridotite (harzburgite et lherzolite), de pyroxénite (webstérite et webstérite à olivine; unité nAnas1) et de gabbronorite (unité nAnas2) assignés à une nouvelle unité, la Suite mafique-ultramafique de Nasacauso. Celle-ci est aussi observée à la base du Groupe du Lac des Montagnes, au contact avec l’ensemble plutono-gnessique du Complexe de Théodat. Elle émerge aussi par endroits au milieu de la Formation de Voirdye. La susceptibilité magnétique élevée de cette unité a permis d’en tracer les limites en utilisant les cartes du « tilt angle magnétique » (D’Amours, 2011).

La Formation de Voirdye regroupe un ensemble de paragneiss (nAvrd2, nAvrd2a et nAvrd2c) localement migmatitisés, de quartzite (nAvrd3) et de formation de fer à oxydes ou à silicates (nAvrd4) qui repose stratigraphiquement sur la séquence volcanique du Groupe du Lac des Montagnes, et qui est localement interdigité avec celle-ci. De plus, la Formation de Voirdye est en contact structural avec les roches plutoniques et gneissiques des complexes de Champion, de Théodat et de la Hutte. Dans la région du lac Le Vilin, les quartzites de l’unité nAvrd3 sont moins recristallisés que dans les secteurs plus à l’ouest; elles ressemblent plutôt à des arénites quartzifères.

Toutes les roches volcano-sédimentaires de la Ceinture du Lac des Montagnes sont injectées par d’abondantes intrusions de pegmatite granitique blanche à biotite ± grenat ± muscovite ± tourmaline appartenant à la Suite de Senay. Sur le terrain, ces intrusions polyphasées de taille variable (métrique à kilométrique) forment généralement des buttes ou des collines. Seules les injections continues sur >0,5 km apparaissent sur la carte géologique. L’abondance de schlierens de biotite ainsi que l’omniprésence d’enclaves de paragneiss et de migmatite suggèrent que la Suite de Senay constitue le produit évolué de la fusion partielle des roches métasédimentaires. Les analyses géochimiques montrent que ces roches sont hyperalumineuses, de type I ou S, et se sont mises en place dans un contexte analogue à celui des granites syncollisionnels et d’arcs volcaniques.

DYKES MAFIQUES NÉOARCHEENS ET PALÉOPROTÉROZOÏQUES

La région d’étude est traversée par deux essaims de dykes mafiques d’âges néoarchéen et paléoprotérozoïque qui coupent toutes les unités archéennes de la région.

L’Essaim de dykes de Mistassini (nAmib; 2515 Ma à 2503 Ma, Hamilton, 2009) regroupe les dykes de diabase orientés NW-SE. Ces dykes localement porphyriques à phénocristaux de plagioclase traversent le NW et le centre de la région.

Les Dykes de Senneterre (pPsen; 2221 Ma à 2214 Ma, Buchan et al., 1993; Davis et al., 2018) forment un important essaim de dykes de diabase coupant les roches des secteurs NW et centre de la région d’étude selon une orientation NE-SW.

UNITÉS LITHOLOGIQUES

La région du lac Le Vilin contient sept petites unités qui n’ont pu être assignées à une unité lithodémique.

Les unités de granodorite (I1C et I1Ca), de monzodiorite et de monzodiorite quartzifère (I2Ha) s’injectent dans la Formation de Voirdye ou dans le Groupe du Lac des Montagnes. Elles sont caractérisées par des anomalies aéromagnétiques positives oblongues ou circulaires.

Les unités de granodiorite porphyroïde foliée (I1Cb) et de monzodiorite quartzifère (I2G) s’injectent respectivement dans les formations de Voirdye et de Prosper, dans le secteur NW de la région cartographiée. Ces roches présentent les mêmes caractéristiques pétrographiques que les intrusions porphyroïdes intermédiaires à felsiques généralement observées en bordure des sous-provinces d’Opatica et de La Grande, comme la Suite de la Sicotière (feuillet 32N08). 

L’unité de pyroxénite (I4B) est formée de deux masses intrusives très magnétiques au sein du Complexe de Théodat. La relation entre cette pyroxénite et l’encaissant demeure incertaine.

Une unité de roches calcosilicatées (M14) est observée en bordure de l’unité de granodiorite (I1C), à proximité du contact avec l’unité de monzodiorite et de monzodiorite (I2Ha). Ces roches se trouvent ainsi dans la zone de contact entre les anomalies aéromagnétiques associées à ces deux unités qui sont séparées l’une de l’autre par une bande de paragneiss à biotite ± grenat (nAvrd2).

Lithogéochimie

La lithogéochimie des unités de la région du lac Le Vilin est présentée séparément sous forme de tableaux.

Géologie structurale

La région d’étude comporte quatre domaines structuraux et deux zones de cisaillement montrant des critères structuraux, métamorphiques, lithologiques et géophysiques distincts. La carte structurale ci-dessous illustre la répartition des différents domaines, alors que la coupe présente une interprétation de la distribution des unités en profondeur.

Chronologie des phases de déformation

Dans le Lexique structural, la fabrique dominante d’un domaine est, par définition, associée à la phase D_n. Les phases antérieures sont désignées D_n-1, D_n-2, etc., et les phases postérieures D_n+1, D_n+2, etc. La phase D_n d’un domaine ne correspond pas nécessairement à celle des domaines voisins.
Le tableau ci-dessous énumère les domaines structuraux et les zones de cisaillement et indique les phases de déformation et les éléments structuraux (foliations S, plis P et failles F) auxquels ils sont associés.

Le Domaine structural de Goulde (DSgld) se situe dans la Sous-province d’Opatica et occupe la partie sud de la région d’étude. Le Domaine structural de La Sicotière (DSsic), quant à lui, coïncide avec la Ceinture du Lac des Montagnes et se situe plus au nord. Le Domaine structural de Cramoisy (DScmy) est présent uniquement dans le coin NW de la région d’étude.

La Zone de cisaillement de Poste Albanel (ZCalb) constitue la limite entre les sous-provinces d’Opatica (DSgld) et de La Grande (DSsic). La Zone de cisaillement de Nisk (ZCnsk) sépare, dans la région d’étude, le Domaine structural de La Sicotière (DSsic), au sud, des domaines structuraux de Cramoisy (DScmy) et de Béryl (DSber), au nord.

Phase de déformation D₁

Il est possible que, dans les unités plus vieilles comme les complexes de la Hutte (Ahue) et de Théodat (Athe1), la gneissosité corresponde à une fabrique plus ancienne S_n-1. En effet, les protolites de ces roches montrent des âges généralement mésoarchéens (Athe1, 2833,5 ±3 Ma, 2018-DB-1118A, David, 2020a; 2952,2 ±3,8 Ma, 2017-DT-5144A, David, 2020b) avec un âge de métamorphisme de 2804,6 ±5,1 Ma (2017-DT-5144A, David, 2020a). Cette possible fabrique S_n-1 serait donc associée à l’évènement métamorphique mésoarchéen. La fabrique S_n-1 peut également avoir été transposée, voire oblitérée, par la S_n (Pedreira Pérez et al., 2020) et pourrait correspondre au rubanement gneissique présent dans les roches prékénoréennes (Benn et al., 1992 et Sawyer et Benn, 1993). Dans le nord de l’Opatica (feuillet 32O15, affleurement de géofiche 21-EC-2022), une gneissosité orientée NW-SE a été observée; celle-ci est interprétée comme une S_n-1 affectée par un pli serré montrant un plan axial parallèle à la gneissosité. Ce pli est interprété comme étant un P_n. Cette structure P_n (phase D₂) coïncide avec un linéament magnétique qui à son tour dessine un pli serré, interprété comme étant associé à P_n+1 (phase D₃).

Phase de déformation D₂

Les fabriques liées à la phase D₂ sont visibles dans l’ensemble de la région d’étude. La fabrique S₂ se présente de différentes façons selon les lithologies touchées. La foliation est généralement soulignée par l’orientation préférentielle de la biotite dans les paragneiss de la Formation de Voirdye et de la hornblende dans les roches volcaniques mafiques du Groupe du Lac des Montagnes. Plus localement, elle est matérialisée par un rubanement migmatitique dans la roches métasédimentaires variablement migmatitisées (Suite migmatitique de Le Vilin et unité nAvrd2c de la Formation de Voirdye). Elle apparaît aussi sous la forme d’une foliation diffuse dans les roches plutoniques du Complexe de Théodat (Athe2, Athe2a et Athe3).

Il est possible que les zones de cisaillement de Nisk et de Poste Albanel aient accommodé le raccourcissement N-S par des mouvements verticaux associés à la phase de déformation D₂ et qu’elles aient joué un rôle important dans la remontée des socles des sous-provinces d’Opatica et de La Grande par rapport à la Ceinture du Lac des Montagnes (DSsic). Toutefois, les structures observées dans ces zones de cisaillement ont été attribuées à S₄ (voir la section « Phase de déformation D₄ »). 
 

Phase de déformation D₃

La phase de déformation D₃ s’exprime aussi dans l’ensemble des domaines structuraux. Elle se manifeste principalement par la formation de plis P₃ serrés à isoclinaux affectant la fabrique S₂. Bien que ces plis devraient être accompagnés d’une foliation de plan axial, les fabriques S₃ sont probablement confondues avec S₂ puisque ces deux fabriques sont généralement observées dans les flancs des plis P₃. Une étude plus poussée dans les charnières de plis serait nécessaire pour bien distinguer ces deux fabriques. Les plis P₃ sont majoritairement orientés ENE-WSW dans l’ensemble de la région d’étude, sauf à son extrémité orientale, dans le Domaine structural de Goulde, où les plis bifurquent vers le SE-NW.

Dans la région d’étude, les projections stéréographiques montrent que la majorité des structures planaires ont un pendage vers le sud dans le Domaine structural de Goulde (Opatica) et un pendage vers le nord dans les domaines structuraux de La Sicotière et de Cramoisy (La Grande). Cela suggère que les plis P₃ sont déversés vers le nord dans le Domaine de Goulde et vers le sud dans les domaines La Sicotière et de Cramoisy.

La déformation D₃ correspondrait à la poursuite du raccourcissement N-S initié lors de D₂ et est responsable des plis P₃ qui affectent la fabrique S₂.

Phase de déformation D₄

La phase de déformation D₄ s’exprime de façon plus locale dans les zones de cisaillement de la région d’étude ainsi que dans le Domaine structural de La Sicotière.

Dans les zones de cisaillement de Nisk (ZCnisk) et de Poste Albanel (ZCalb), elle est associée à des mouvements latéraux interprétés à l’aide des indicateurs cinématiques et des linéations subhorizontales à obliques. Dans le Domaine structural de La Sicotière, la phase de déformation D₄ s’exprime de façon locale par un clivage de crénulation S₄ espacé affectant la fabrique S₂. L’orientation NNE-SSW de cette fabrique S₄ est cohérente avec l’orientation NE-SW des zones de cisaillement de Nisk et d’Albanel à mouvement décrochant dextre, subhorizontal à oblique, et compatible avec des contraintes orientées WNW-ESE.

Un petit corridor de déformation orienté E-W a aussi été observé dans le SE du DSsic. Des structures CS et des bandes de cisaillement (« shear bands ») ainsi qu’une linéation subhorizontale ont permis d’identifier une cinématique en décrochement dextre. Puisque ces caractéristiques sont similaires à celles des structures S₄ dans la ZCnisk et la ZCalb, l’épisode de déformation associé à ce corridor de déformation a été attribué à D₄.

Phase de déformation D₅

La phase de déformation D₅ s’exprime de façon plus locale dans des corridors de déformation de faible importance. Deux failles sont associées à cet épisode. La première, située dans le NW de la région d’étude, marque le contact entre le Complexe de Champion et la Formation de Prosper. Elle est orientée NW-SE et montre des bandes de cisaillement (« shear bands ») à mouvement décrochant dextre (affleurements de géofiche 21-EC-2057 et 21-EC-2191). La seconde, située au centre du feuillet 32O10, est orientée NE-SW et montre des bandes de cisaillement à mouvement décrochant senestre (affleurement de géofiche 21-EC-2188). Ces corridors de déformation conjugués correspondraient à des structures locales équivalentes et contemporaines des grandes zones de cisaillement de Nottaway et de Lucky Strike, lesquelles impliquent une dynamique d’extrusion latérale E-W à l’échelle régionale (Daoudene et al., 2016).

Métamorphisme

La région du lac Le Vilin possède une histoire polymétamorphique comportant un épisode mésoarchéen (M₁) et un épisode néoarchéen (M₂). L’épisode M₁ a été daté à 2804,6 ±5,1 Ma (2017-DT-5144A; David, 2020a) dans un gneiss tonalitique du Complexe de la Hutte, à ~90 km au SW de la région d’étude (feuillet 32N09). Cet épisode métamorphique aurait affecté les roches mésoarchéennes des complexes de Théodat (Athe1), de la Hutte (Ahue1) et de Champion (Achp1), en plus d’être possiblement responsable de la fabrique structurale S₁.

L’épisode M₂ a été daté à 2691 ±11 Ma (2018-CS-4142A; David, 2020a) dans un autre échantillon de gneiss tonalitique du Complexe de la Hutte localisé à 60 km au SW de la région d’étude (feuillet 32O12). Cet épisode correspond au pic métamorphique régional et est associé aux fabriques structurales S₂.

La carte métamorphique a été dessinée à partir des observations de terrain et de l’observation des lames minces au microscope. Le grade métamorphique des roches supracrustales a été défini à l’aide des assemblages minéralogiques et de la présence ou l’absence de fusion partielle, alors que celui des roches plutono-gneissiques a été évalué à partir des modes de recristallisation dynamique et des microstructures du matériel quartzo-feldspathique observés au microscope (Passchier et Trouw, 1996).

Dans les domaines structuraux de Goulde et de Cramoisy localisés respectivement dans les sous-provinces d’Opatica et de La Grande, on estime que le métamorphisme a atteint le faciès supérieur des amphibolites. Dans ces secteurs, le quartz montre un mode de recristallisation dynamique dominé par la migration des bordures de grain (MBG) et présente communément des extinctions en échiquier. Le faciès moyen des amphibolites correspond aux secteurs où le mode de recristallisation dynamique du quartz est partagé entre la MBG et la rotation de sous-grains (RSG). Dans ce cas, les extinctions en échiquier sont plus rares. Les faciès moyen et supérieur des amphibolites dans ces domaines coïncident approximativement avec les structures synformes et antiformes.

Dans le Domaines structural de La Sicotière (DSsic), les assemblages minéralogiques suggèrent que les roches volcaniques et sédimentaires ont subi des conditions métamorphiques variant du faciès supérieur des schistes verts au sud, à celui du faciès supérieur des amphibolites au nord. Le faciès des granulites est observé localement. Dans le sud du DSsic, les roches volcaniques mafiques présentent l’assemblage minéralogique à plagioclase-hornblende-actinote (faciès inférieur des amphibolites) et à chlorite-épidote-actinote-hornblende (faciès supérieur des schistes verts). Les roches sédimentaires ne montrent pas d’évidence de fusion partielle et l’assemblage dominant est à quartz-plagioclase-biotite. Plus au nord, l’assemblage dominant dans les roches volcaniques mafiques est à plagioclase-hornblende. Localement, le faciès des granulites est démontré par l’assemblage minéralogique de plagioclase-hornblende-biotite-orthopyroxène-grenat (21-DB-1073) et par des évidences de fusion partielle (21-EC-2192). Ce phénomène est surtout visible dans les structures antiformes. Les roches sédimentaires de la Formation de Voirdye montrent couramment l’assemblage de biotite-cordiérite-sillimanite-grenat (faciès supérieur des amphibolites). Les affleurements présentant des évidences de fusion partielle sont relativement communs.

Géologie économique

La région du lac Le Vilin présente des zones favorables pour cinq types de minéralisations :

• minéralisation de sulfures massifs de métaux usuels associée aux roches volcaniques;
• minéralisation magmatique de nickel-cuivre (± cobalt ± éléments du groupe du platine) associée aux roches intrusives mafiques à ultramafiques;
• minéralisation de sulfures exhalatifs dans les roches sédimentaires;
• minéralisation aurifère stratiforme dans les formations de fer;
• minéralisation de lithium associée aux pegmatites granitiques.

Le tableau des zones minéralisées ci-dessous présente les résultats d’analyses pour les deux zones minéralisées connues dans le secteur.

Le tableau des analyses lithogéochimiques des métaux d’intérêt économique donne la localisation, la description et les résultats d’analyse pour 51 échantillons choisis dans le but d’évaluer le potentiel économique de la région.

Minéralisations connues de la région d’étude

Minéralisation de type sulfures massifs de métaux usuels (Cu-Zn ± Au) associée aux roches volcaniques du Groupe du Lac des Montagnes

Le Groupe du Lac des Montagnes comprend plusieurs minéralisations de type sulfures massifs polymétalliques (Cu-Zn ± Au) associées aux roches volcaniques. La zone minéralisée d’O’Connor représente la minéralisation de ce type la plus importante de la région. Elle consiste en une lentille de sulfures massifs (pyrite, pyrrhotite et sphalérite), orientée à 255° et mesurant près de 30 m de longueur sur 1 à 5 m d’épaisseur, encaissée dans des roches volcaniques felsiques (nAmo3). Un niveau métrique très siliceux observé au sein des volcanoclastites contient 20 à 30 % de sphalérite disséminée à semi-massive. Par endroits, ce niveau présente une attitude subhorizontale, perpendiculaire à la linéation d’étirement, et semble couper les sulfures massifs. Ce niveau peut être interprété comme une exhalite ou une veine de quartz, ce qui suggèrerait un épisode de remobilisation. Des échantillons choisis ont donné des teneurs de 6,86 % Zn (échantillon W178015), de 2,79 % Zn (échantillon W178017) et de 3,32 % Zn (échantillon W178407; Richard et Bédard, 2018). Un échantillon en rainure a titré 4,85 % Zn sur 1,18 m (Richard et Bédard, 2018). Plusieurs valeurs anomales de l’ordre de 1000 à 2000 ppm Cu et Zn et de 100 à 200 ppb Au ont été obtenues à proximité de cette zone minéralisée. Une autre lentille de sulfures massifs a été répertoriée à 2,3 km à l’ENE de la zone minéralisée d’O’Connor (Richard et Bédard, 2018)

La zone favorable d’O’Connor en est un bon exemple de ce type de minéralisation et englobe plusieurs niveaux de roches volcaniques felsiques (nAmo3) montrant des valeurs anomales en Cu, Zn et Au. Cette zone favorable s’étend sur une distance de 6 km et tire son nom de la zone minéralisée d’O’Connor.
 

Minéralisations méconnues et découvertes lors des présents travaux

Zone favorable pour les minéralisations de Ni-Cu-PGE-Cr associées aux komatiites du Groupe du Lac des Montagnes et aux roches intrusives de la Suite mafique-ultramafique de Nasacauso.

Dans le secteur d’étude, la Ceinture du Lac des Montagnes montre un potentiel pour les minéralisations de Ni-Cu-EGP ± Cr (zone favorable de Nasacauso) associées aux komatiites du Groupe du Lac des Montagnes (nAmo1a) et aux roches intrusives de la Suite mafique-ultramafique de Nasacauso (nAnas). Ces unités coïncident avec des anomalies magnétiques positives d’étendue latérale kilométrique.

Les intrusions de Nasacauso regroupent des lithologies similaires à celles de la Suite mafique-ultramafique de Caumont (nAcmn) localisées plus au SW, dans la Ceinture du Lac des Montagnes (feuillets 32O11, 32O12 et 32O14), et qui hébergent plusieurs types de minéralisations. Les intrusions de la Suite de Caumont sont notamment l’hôte de minéralisations de sulfures massifs d’origine magmatique composées de pentlandite, de chalcopyrite et de pyrrhotite (gîte Nisk-1 et zone minéralisée du Lac Valiquette), ainsi que d’une minéralisation chromifère (zone minéralisée du Lac des Montagnes-Sud). De plus, les roches intrusives de la Suite mafique-ultramafique de Nasacauso et les komatiites du Groupe du Lac des Montagnes sont localisées à proximité du contact entre le socle plutono-gneissique de la Sous-province d’Opatica et les roches volcaniques mafiques sus-jacentes. Cette position stratigraphique est similaire à celle de la Suite ultramafique de Koper Lake dans le SE du Ring of Fire, en Ontario, qui constitue l’unité encaissante de plusieurs minéralisations importantes de Ni-Cu-EGP-Cr (Houlé et al., 2015 et 2020).

Minéralisations de type sulfures exhalatifs encaissées dans les roches sédimentaires de la Formation de Voirdye

La Formation de Voirdye est associée à des minéralisations de type sulfures exhalatifs encaissées dans des roches sédimentaires (zones favorables de Bourier). Cette unité comprend des niveaux de sulfures massifs et de formation de fer (nAvrd4) qui témoignent d’une activité hydrothermale exhalative. Les formations de fer se trouvent généralement au sommet des lentilles de sulfures massifs ou constituent des équivalents latéraux (Spry et al., 2000). Dans le secteur d’étude, les formations de fer (nAvrd4) correspondent à de fortes anomalies magnétiques d’étendue kilométrique. En affleurement, elles forment des niveaux à oxydes et à silicates d’épaisseur décimétrique à métrique. Des valeurs anomales de 3900 ppm Cu et de 3270 ppm Zn (éch. 42518 et 42035; Lalancette et al., 2012) ont été répertoriées dans les zones favorables de Bourier (partie ouest du feuillet 32O15). Une formation de fer à silicates riche en grenat a donné une teneur de 2,7 % Mn (affleurement 21-CS-4036, analyse 2021079827). Des teneurs significatives en manganèse peuvent témoigner d’un environnement exhalatif distal (Lydon, 1996). Dans les feuillets plus à l’ouest (32O11, 32O12 et 32O14), plusieurs niveaux minéralisés en sulfures ont été répertoriés (Tremblay et al., 2012; Turcotte, 2012). Ces niveaux d’épaisseur métrique à décamétrique présentent localement des minéralisations disséminées dans des quartzites, ou des minéralisations semi-massives à massives dans des exhalites. Quelques niveaux de shale noir graphiteux et sulfuré ont aussi été observés. Les zones minéralisées du Lac Bourier et de César-T2 (ce dernier étant situé dans le secteur d’étude) sont des exemples de ce type de minéralisation. La meilleure teneur provenant de la zone minéralisée du Lac Bourier provient du forage BOU-11-04 (échantillon L936272), soit 1,12 % Zn sur 0,5 m (Richard et al., 2012).

Zone favorable pour les minéralisations aurifères stratiformes dans les formations de fer du Groupe du Lac des Montagnes et de la Formation de Voirdye

Les zones favorables du Glas mettent en évidence le potentiel aurifère associé aux formations de fer de type Algoma de la Formation de Voirdye (nAvrd4) et du Groupe du Lac des Montagnes (nAmo4). Ces unités se présentent sous la forme de niveaux décimétriques à métriques couramment plissés et cisaillés qui sont généralement interstratifiés avec du wacke ou des roches volcaniques mafiques à felsiques. On observe généralement les faciès à oxydes (magnétite), à oxydes et silicates (magnétite et grenat) et, en moindre proportion, à silicates (amphiboles). Les meilleures teneurs provenant de deux échantillons de formation de fer (affleurement 21-CS-4061, analyses 2021079828 et 2021079829) sont les suivantes : 355 ppb Au, 2,03 % As, 765 ppm Zn, 288 ppm Co, 0,56 % Mn et 209 ppm W. Bien qu’aucune zone minéralisée n’ait été découverte au sein de ces formations de fer, elles peuvent présenter un potentiel aurifère similaire à celui de la Formation d’Auclair, hôte de la zone minéralisée de Golden Butterfly, qui présente un ensemble lithologique similaire. Cette dernière se trouve à ~40 km au NW des formations de fer décrites ici (feuillet 32O14).

Zone favorable pour les minéralisations de lithium associées aux pegmatites granitiques de la Suite de Senay

La présence de gîtes lithinifères à spodumène dans la région du lac des Montagnes est connue depuis les travaux de cartographie du Ministère en 1962 (Valiquette, 1963). Les zones minéralisées en lithium connues dans la région (zones favorables du Spodumène; Bandyayera et Caron-Côté, 2019) sont encaissées dans des dykes de pegmatite granitique blanche (granite de type S) à spodumène, tourmaline, grenat, apatite et muscovite, généralement injectés dans les basaltes amphibolitisés du Groupe du Lac des Montagnes. Du béryl et de la pétalite sont observés par endroits. Le spodumène, en cristaux de 1 cm à 10 cm de longueur (jusqu’à 55  cm par endroits), est disséminé dans la pegmatite en concentrations variant de 2  % à 15 %, localement jusqu’à 40 %. Le gisement de Whabouchi, qui se trouve à ~60 km au SW du secteur d’étude (feuillet 32O12), représente l’exemple type des dépôts lithinifères de la région. Les ressources mesurées de ce gisement sont de 17 734 Mt à une teneur moyenne de 1,60 % Li₂O, et les ressources indiquées sont de 20 532 Mt à une teneur moyenne de 1,33 % Li₂O (Maguran et al., 2019). Bien qu’aucune teneur indicielle en lithium n’ait été répertoriée dans le secteur du lac Le Vilin, les pegmatites de la Suite de Senay, localement riches en tourmaline, grenat et muscovite, sont relativement abondantes. De futurs travaux d’exploration pourraient conduire à la découverte de nouvelles zones minéralisées. Les zones favorables de Senay ciblent les intrusions ayant attiré notre attention durant les travaux de l’été 2021 en raison de leur minéralogie (abondance de tourmaline, grenat et muscovite) et de leurs structures magmatiques (rubanement primaire, zonation de différents faciès).

PROBLÉMATIQUES À ABORDER DANS LE CADRE DE FUTURS TRAVAUX

Dans le cadre de futurs travaux, les principales problématiques à aborder sont les suivantes :

• La compilation des travaux antérieurs rattache la région à l’est du lac Le Vilin au Complexe de Laguiche et à l’Opinaca, tandis que nos travaux indiquent que ce secteur représente probablement l’extension vers l’est de la Ceinture du Lac des Montagnes. Les prochains levés géologiques du Ministère vers l’est (feuillets 32O16, 32P13, 32P14 et 32P16) devraient permettre à la fois de circonscrire l’extension de cette ceinture et de tracer la limite entre l’Opinaca et le La Grande.

• L’extension de la Zone de cisaillement de Poste Albanel et la limite entre l’Opatica et le La Grande sont encore mal définies. De nouveaux travaux de cartographie permettront de répondre à cette question, en plus de mieux définir ce métallotecte d’envergure régionale encore méconnu.

• Les cartes aéromagnétiques qui couvrent l’est de la région du lac Le Vilin montrent un agencement structural complexe qui suggère l’existence de plusieurs phases de déformation. Pour l’instant, nous ne disposons pas d’un nombre suffisant de données géochronologiques et structurales pour interpréter cet arrangement. Plus d’informations sont requises pour y arriver.

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 étudiants Jeanne Carabin, Aube Gourdeau, Stéphanie Simard, Thomas Côté, Michael Noiseux et Antoine Nadeau. Nous aimerions souligner l’excellent travail des cuisiniers Micheline Gagné et Rémi Otis et des hommes de camp Daniel Gosselin et Olivier Dumas. Le montage du camp a été réalisé sous la supervision de Dany Trudel du Ministère et de l’équipe de la compagnie Touchette Construction. Le transport sur le terrain a été assuré par la compagnie Héli-inter. Les pilotes d’hélicoptères Stéphan Gilbert et Jean-François Ostiguy ainsi que les mécaniciens Gael Lachambre et Frédérick Côté ont accompli leur travail avec efficacité et professionnalisme. Nous tenons à remercier le géologue Charles St-Hilaire pour sa participation aux travaux de terrain et à la gestion du laboratoire de terrain mis en place sur notre camp pour la première fois. Nous saluons finalement les géologues du projet Conviac, Myriam Côté-Roberge, William Chartier-Montreuil et Maxym-Karl Hamel-Hébert, pour leur collaboration et l’agréable cohabitation.

Références

Publications du gouvernement du Québec

Autres publications