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

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  Minéralisation de sulfures massifs de métaux usuels associée aux roches volcaniques du Groupe du Lac des Montagnes

   

   

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  Minéralisation magmatique de nickel-cuivre (± chrome ±cobalt ± éléments du groupe du platine) associée aux roches intrusives de la Suite mafique-ultramafique de Nasacauso

   

   

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  Secteurs favorables pour une minéralisation de lithium associée aux pegmatites granitiques de la Suite de Senay

   

   

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  La Zone de cisaillement de la Marée nouvellement cartographiée est favorable à la présence de veines aurifères de type orogénique

   

   

Une nouvelle carte géologique de la région du lac de la Marée a été produite à l’échelle 1/50 000 à la suite d’un levé réalisé au cours de l’été 2022. Le levé géologique couvre le secteur situé à ~220 km au nord de Chibougamau et à 140 km à l’est de la communauté de Nemaska, au sud et légèrement au nord de la rivière Eastmain. 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 localisée plus au nord.

Avant ces travaux, la partie nord de la région à l’étude était assignée à la Sous-province d’Opinaca. Elle était considérée comme étant formée essentiellement de migmatites dérivées de paragneiss. Les résultats du présent levé révèlent que cet ensemble rocheux constitue en fait l’extension orientale de la Ceinture du Lac des Montagnes (Sous-province de La Grande), qui repose stratigraphiquement sur le socle tonalitique du Complexe de la Hutte. La Ceinture du Lac des Montagnes est formée à sa base d’une séquence de roches métavolcaniques et métavolcanoclastiques (Groupe du Lac des Montagnes) et, à son sommet, d’un ensemble métasédimentaire (wacke à cordiérite-sillimanite-grenat, arénite, quartzite, formation de fer) localement migmatitisé (Formation de Voirdye), coupé par d’importantes injections de pegmatite blanche à muscovite ± grenat (Suite de Senay). La séquence volcanique forme une bande orientée E-W de >30 km de longueur et de 500 m à 3 km de largeur. Des intrusions mafiques-ultramafiques (Suite mafique-ultramafique de Nasacaus; péridotite, pyroxénite et gabbro) de longueur kilométrique sont observées au sein des séquences volcaniques et sédimentaires.

La partie sud de la région d’étude se trouve dans la Sous-province d’Opatica. Celle-ci est limitée au nord par la Zone de cisaillement de Poste Albanel. Elle est constituée de roches plutono-gneissiques de composition intermédiaire à felsique assignées au Complexe de Théodat. Une unité désignée comme la Suite migmatitique de Le Vilin a également été reconnue au sein du Complexe de Théodat. Elle se compose de migmatites dérivées de la fusion de gneiss tonalitiques.

L’ensemble des roches de la région, excepté les roches intrusives tardives, présente une déformation diffuse et relativement homogène caractérisée par une foliation pénétrative. Celle-ci est principalement orientée E-W à NE-SW avec un fort pendage dans le La Grande, alors qu’elle présente une orientation variable et un pendage modéré dans l’Opatica.

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.

Stratigraphie

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

La région du lac de la Marée 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), orientée NE dans le secteur du lac des Montagnes (feuillets 32N07, 32N08, 32N09, 32O12 et 32O14) et E-W dans la région des lacs Le Vilin et de la Marée (feuillets 32O15 et 32O16).

SOUS-PROVINCE D’OPATICA

La Sous-province d’Opatica est constituée d’un ensemble de roches volcano-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 principalement du Complexe de Théodat, lequel est composé de cinq unités. Les gneiss tonalitiques (Athe1) occupent un peu plus de la moitié de la superficie du Complexe de Théodat et représentent un socle mésoarchéen mis en place entre 2830 et 2820 Ma (Davis et al., 1994; Davis et al., 1995; Bandyayera et Daoudene, 2017, David, 2020a, Bandyayera et al., 2022). Les granodiorites et les tonalites foliées (Athe2) forment près du quart du complexe. Les intrusions de granodiorite porphyroïde, de granite, de monzodiorite, de monzodiorite quartzifère et de granodiorite localement porphyroïdes (Athe3), datées à 2693,3 Ma (David, 2020b), coupent les gneiss, les tonalites et les granodiorites. Les ressemblances pétrographiques et géochimiques ainsi que l’âge des intrusions de l’unité Athe3 permettent de les classer dans la catégorie des intrusions tarditectoniques à structure porphyroïde de type sanukitoïde reconnues dans les sous-provinces de La Grande et d’Opatica (Augland et al., 2016). Les intrusions les plus jeunes du complexe sont formées de granite (Athe4) et de pegmatite granitique généralement rose et magnétique (Athe5). Ces intrusions granitiques se distinguent essentiellement de celles de la Suite de Senay par leur couleur rose, l’absence de grenat et l’omniprésence de la magnétite.

Des unités de roches migmatitiques observées localement au sein du Complexe de Théodat ont été assignées à la Suite migmatitique de Le Vilin. Une partie de la suite est formée essentiellement de diatexite et de métataxite dérivées de paragneiss. Cette unité a été cartographiée dans le feuillet 32O10, situé dans la partie l’ouest du secteur à l’étude (Bandyayera et Caron-Côté, 2022). La sous-unité nAvin1, dont la superficie la plus importante est localisée dans la partie nord du feuillet 32O09, est constituée de diatexite et de métatexite dérivées de la fusion partielle de gneiss tonalitique.

SOUS-PROVINCE DE LA GRANDE

Les résultats du présent levé montrent que les unités de la Ceinture du Lac des Montagnes (CLM), laquelle est interprétée comme faisant partie de la Sous-province de La Grande (Bandyayera et al., 2022; Bandyayera et Caron-Côté, 2022), se poursuivent vers l’est (partie nord du feuillet 32O16). Dans la région à l’étude, la CLM se compose essentiellement du Complexe de la Hutte, du Groupe du Lac des Montagnes, de la Formation de Voirdye, de la Suite mafique-ultramafique de Nasacauso et de la Suite de Senay. Elle est séparée de l’Opatica par la Zone de cisaillement de Poste Albanel.

Le Complexe de la Hutte est constitué de gneiss tonalitique (Ahue1) et de tonalite foliée (Ahue2) qui apparaissent sous la forme de dômes gneissiques, définissant ainsi des fenêtres structurales au sein des roches de la CLM. Les protolites des gneiss tonalitiques (Ahue1) 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 le long du contact entre le La Grande et l’Opatica. Il est localement interstratifié avec les unités métasédimentaires de la Formation de Voirdye. Le Groupe du Lac des Montagnes est composé de basalte amphibolitisé (nAmo1), de roches volcaniques intermédiaires (nAmo2), de roches volcanoclastiques felsiques et intermédiaires (nAmo3), de formation de fer (nAmo4) et d’amphibolite dérivée de basalte komatiitique (nAmo5). Ces différentes unités sont interstratifiées et plissées. Les basaltes sont constitués de tholéiites magnésiennes et ferrières, tandis que les roches volcaniques 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).

Dans la région à l’étude, le Groupe du Lac des Montagnes contient des filons-couches kilométriques communément très magnétiques constitués de péridotite (lherzolite) et de pyroxénite (webstérite à olivine et orthopyroxénite à olivine, unité nAnas1) assignés à 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-gneissique du Complexe de Théodat. Elle émerge aussi par endroits dans des structures anticlinales au sein 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 à biotite ± grenat dérivé de wacke ± arénite (nAvrd2), de paragneiss nodulaire à biotite-grenat ± cordiérite ± sillimanite dérivé de wacke ± arénite (nAvrd2a), de paragneiss arkosique et subarkosique et d’arénite indifférenciée (nAvrd2c), de métatexite dérivée de paragneiss et paragneiss migmatitisé (nAvrd2c), de métatexite et de diatexite dérivées de paragneiss (nAvrd2d), de quartzite (nAvrd3), de formation de fer à oxydes ou à silicates (nAvrd4) et de paragneiss à biotite-grenat-cordiérite ± sillimanite contenant des niveaux de grenatite (nAvrd5a). Cet ensemble repose sur la séquence volcanique du Groupe du Lac des Montagnes ou sur le socle tonalitique du Complexe de la Hutte. Le degré de migmatitisation de ces roches métasédimentaires augmente généralement du sud vers le nord et peut atteindre localement le niveau des diatexites et des métatexites.

Toutes les roches volcano-sédimentaires de la CLM 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 à 2503 Ma, Hamilton, 2009) regroupe les dykes de diabase orientés NW-SE. Ces dykes sont localement porphyriques à phénocristaux de plagioclase. Ils traversent le NW et le centre de la région.

Les Dykes de Senneterre (pPsen; 2221 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 de la Marée contient trois unités qui n’ont pu être assignées à une unité lithodémique (I1Ca, I1Ga et I2Ha). Les unités I1Ca et I1Ga s’injectent respectivement dans la Formation de Voirdye et dans le Groupe du Lac des Montagnes. L’unité I1Ca est formée de granodiorite à biotite-hornblende ± magnétite, coupée localement par des intrusions de granite rose à magnétite. L’unité I1Ga est constituée de pegmatite granitique rose à biotite-magnétite, à grain moyen, massive, communément épidotisée et hématitisée. L’unité I2Ha s’est mise en place dans la Formation de Voirdye (partie ouest du feuillet 32O16) et occupe un domaine caractérisé par des anomalies aéromagnétiques positives annulaires de forme elliptique. Elle est formée d’un ensemble de monzodiorite, de monzodiorite quartzifère, de diorite et de diorite quartzifère communément porphyroïdes.

Lithogéochimie

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

Géologie structurale

En se basant sur l’attitude des linéaments interprétés à partir des cartes aéromagnétiques ainsi que sur la distribution des structures planaires et linéaires mesurées sur le terrain, la région du lac de la Marée a été subdivisée en quatre domaines structuraux (carte structurale). 

Afin de montrer la distribution en profondeur et les relations entre les différentes unités lithostratigraphiques de la région d’étude, une coupe structurale simplifiée orientée N-S a été réalisée (coupe AB sur la carte structurale).

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 donné ne correspond pas nécessairement à celle des domaines voisins.

Le tableau ci-dessous énumère les domaines structuraux et les zones de cisaillement définis dans la région d’étude et indique les phases de déformation et les éléments structuraux (foliations S, plis P et failles F) auxquels ils sont associés.

Dans la région d’étude, la Sous-province d’Opatica est représentée, d’ouest en est, par les domaines structuraux de Goulde (DSgld), de Cawachagamite (DScwg) et de Michaux (DSmch). La Sous-province de La Grande est, quant à elle, représentée par le Domaine structural de La Sicotière (DSsic), qui coïncide avec la Ceinture du Lac des Montagnes.

La Zone de cisaillement de Poste Albanel (ZCalb) constitue la limite entre les sous-provinces d’Opatica et de La Grande. La Zone de cisaillement de la Marée (ZCmar) est subparallèle au tracé de la ZCalb; celle-ci se trouve à ~2 km plus au nord. Elle coupe la partie sud du Domaine structural de La Sicotière (DSsic) suivant une direction approximativement E-W. Ces deux zones de cisaillement sont caractérisées par des fabriques structurales similaires. Les roches déformées présentent des fabriques en LS avec une linéation d’étirement montrant un plongement modéré généralement vers le WSW. Des structures CS et des bandes de cisaillement (« shear bands ») à cinématique apparente dextre sont localement observées. 

PHASE DE DÉFORMATION D₁

Il est possible que dans les unités plus vieilles comme les gneiss tonalitiques des complexes de la Hutte (Ahue1) 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 pourrait donc être associée à un évènement métamorphique mésoarchéen à néoarchéen précoce. Cette fabrique S_n-1 pourrait également avoir été transposée, voire oblitérée, par la S_n (Pedreira Pérez et al., 2020) et correspondre au rubanement gneissique présent dans les roches prékénoréennes (Benn et al., 1992; Sawyer et Benn, 1993).

PHASE DE DÉFORMATION D₂

Les fabriques liées à la phase D₂ sont reconnues dans l’ensemble de la région d’étude. La fabrique S₂ se présente différemment selon les lithologies touchées. La foliation est généralement soulignée par l’orientation préférentielle de la biotite dans les paragneiss de la Formation de Voirdye, de la hornblende dans les roches volcaniques mafiques du Groupe du Lac des Montagnes ainsi que des différentes espèces d’amphiboles (hornblende, actinote-trémolite) dans les péridotites et les pyroxénites de la Suite mafique-ultramafique de Nasacauso. Plus localement, elle est matérialisée par un rubanement migmatitique dans les roches métasédimentaires variablement migmatitisées (Suite migmatitique de Le Vilin et unités nAvrd2c et nAvrd2d 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). Des plis P₂ affectent la fabrique S₁ dans les domaines de Goulde et de Michaux, ainsi que la stratification S₀ dans le Domaine de La Sicotière.

Il est possible que la Zone de cisaillement de Poste Albanel ait accommodé le raccourcissement N-S par des mouvements verticaux attribuables à la phase de déformation D₂ et qu’elle ait 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 cette zone de cisaillement ont été attribuées à S₄ (voir section « Phase de déformation D₄ »).

PHASE DE DÉFORMATION D₃

La phase de déformation D₃ est aussi reconnue dans l’ensemble des domaines structuraux de la région d’étude. Elle se manifeste principalement par la formation de plis P₃ affectant la fabrique S₂. Ces plis sont serrés à isoclinaux dans le Domaine structural de La Sicotière, et fermés à serrés dans les domaines de Goulde et de Michaux. Bien que ces structures devraient être accompagnées d’une foliation de plan axial S₃, cette fabrique est probablement confondue avec S₂ dans les flancs des plis P₃. Une étude plus poussée des charnières de plis serait nécessaire pour bien distinguer ces deux fabriques. Les plis P₃ sont majoritairement orientés ENE-WSW dans le Domaine de La Sicotière et E-W dans les domaines de Goulde et de Michaux.

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.

Dans les zones de cisaillement de la Marée (ZCmar) 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.

Cette phase de déformation serait vraisemblablement à l’origine de la rotation dextre des intrusions de granodiorite (unité I1Ca) et de roches intermédiaires porphyroïdes (unité I2Ha; monzodiorite, monzodiorite quartzifère, diorite et diorite quartzifère) localisées au centre de la Ceinture du Lac des Montagnes, dans la portion occidentale de la région d’étude.

PHASE DE DÉFORMATION D₅

La phase de déformation D₅ s’exprime de façon plus locale dans des corridors de déformation de moindre importance. Trois failles orientées NW-SE et NE-SW sont associées à cet épisode dans le Domaine structural de La Sicotière. Ces corridors de déformation conjugués correspondraient à des structures locales équivalentes et contemporaines des grandes zones de cisaillement de Nottaway et de Lucky Strike (SW de l’Opatica), lesquelles impliquent une dynamique d’extrusion latérale E-W à l’échelle régionale (Daoudene et al., 2016).

Métamorphisme

La région du lac de la Marée possède une histoire polymétamorphique comportant au moins deux épisodes, M₁ et M₂. L’épisode M₁ a été daté à 2780 Ma (2021-EC-2019A; Davis, 2023) dans un gneiss tonalitique du Complexe de Théodat localisé à ~30 km à l’ouest de la région d’étude (feuillet 32O15). Cet épisode métamorphique pourrait être responsable de la possible fabrique structurale S₁.

L’épisode M₂ a été daté à 2691 ±11 Ma (2018-CS-4142A; David, 2020a) dans un 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 à la fabrique structurale S₂.

Un possible épisode M₃ a été daté à 2650 Ma dans un gneiss tonalitique du Complexe de Champion (2022-CS-4115A), à ~30 km au NW de la région d’étude (feuillet 32O15), pourrait être associé à l’évènement de déformation D₃.

La carte métamorphique a été dessinée à partir des observations de terrain et de l’examen des lames minces. Le grade métamorphique des roches supracrustales a été défini à l’aide des assemblages minéralogiques et de la présence ou de 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 quartzofeldspathique observés au microscope (Passchier et Trouw, 1996).

Dans le Domaine structural de Goulde (DSgld) et la partie nord du Domaine structural de Michaux (DSmch), le métamorphisme aurait 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 caractérisé par des microstructures lobées et des formes amiboïdes. Le quartz y présente communément des extinctions en échiquier. On observe également dans le DSgld des évidences de fusion partielle des gneiss tonalitiques du Complexe de Théodat qui seraient à l’origine des roches assignées à la Suite migmatitique de Le Vilin. Le métamorphisme observé dans le Domaine structural de Cawachagamite (DScwg) et la partie sud du Domaine de Michaux atteignent le faciès moyen des amphibolites. Dans ces secteurs, le mode de recristallisation dynamique du quartz est partagé entre la MBG et la rotation de sous-grains (RSG). De plus, les extinctions en échiquier du quartz sont plus rares.

Dans le Domaine structural de La Sicotière (DSsic), les assemblages minéralogiques indiquent que les roches volcaniques et sédimentaires ont subi des conditions métamorphiques variant des faciès inférieur à supérieur des amphibolites. Dans le sud du domaine, les roches volcaniques mafiques présentent principalement l’assemblage minéralogique à plagioclase-hornblende (faciès inférieur des amphibolites) et, plus localement, à plagioclase-hornblende-biotite. Les roches sédimentaires ne montrent pas d’évidence de fusion partielle et l’assemblage dominant est à quartz-plagioclase-biotite ± grenat ± cordiérite ± sillimanite. Plus au nord, les roches sédimentaires de la Formation de Voirdye présentent localement des évidences de fusion partielle interprétées comme le résultat d’un métamorphisme au faciès supérieur des amphibolites. 

Dans la Zone de cisaillement de la Marée (ZCmar), on estime que la déformation est associée à un métamorphisme rétrograde de plus basse température. Les observations au microscope démontrent que le bourgeonnement (« bulging ») représente le mode de recristallisation dynamique dominant du quartz dans les plans de forte déformation. Le quartz y est très finement recristallisé et fortement étiré.

Dans l’ensemble de la région d’étude, on trouve couramment la biotite rétrogradée en chlorite et/ou en épidote. 

Géologie économique

La région du lac de la Marée présente des zones favorables pour sept types de minéralisation :

Le tableau des analyses lithogéochimiques des métaux d’intérêt économique donne la localisation, la description et les résultats d’analyse pour 95 échantillons choisis dans le but d’évaluer le potentiel économique de la région.

Zones minéralisées dans la région du lac de la Marée

(G) : Échantillon choisi

Minéralisations connues de la région d’étude

Aucune minéralisation connue n’avait été répertoriée avant les travaux de l’été 2022.

Minéralisations méconnues et découvertes lors des présents travaux

Nouvelle zone minéralisée en Ag ± Au associée à la remobilisation d’une possible minéralisation de type sulfures massifs volcanogènes

Nos travaux ont mené à la découverte de la zone minéralisée de Jiji. Celle-ci consiste en un réseau de veinules millimétriques de magnétite et de chlorite encaissé dans un dyke de pegmatite granitique blanche de la Suite de Senay qui recoupe une roche volcanoclastique felsique du Groupe du Lac des Montagnes. Un échantillon choisi 2022083519 (affleurement 2022-DB-1602) a donné une valeur indicielle en argent (32,6 ppm Ag) et une valeur significative en or (161 ppb Au). Cette minéralisation serait peut-être le produit de la remobilisation d’une minéralisation de type sulfures massifs volcanogènes associée au Groupe du Lac des Montagnes.

Nouvelle zone minéralisée en Ag ± Cu associée à un paragneiss de la Formation de Voirdye

La zone minéralisée de Coco a été découverte lors de nos travaux. L’échantillon 2022083536, situé à 50 m au sud de l’affleurement de géofiche 2002-CG-4114 a donné une valeur de 5 ppm Ag et 1040 ppm Cu. La zone de Coco expose un paragneiss de la Formation de Voirdye (unité nAvrd2a) contenant 10 % de cordiérite, 15 % de muscovite et 5 % de sulfures, principalement de la pyrite, de la pyrrhotite et, en moindres proportions, de la chalcopyrite. Les microstructures des sulfures semblent indiquer que la pyrrhotite est précoce et qu’elle a été altérée subséquemment. À l’inverse, la pyrite et la chalcopyrite sont plutôt tardives, coupent la pyrrhotite et imprègnent celle-ci.

Nouvelle zone minéralisée en ETR et Y associée à une arénite métasomatisée de la Formation de Voirdye

La zone minéralisée d’Etry a été découverte dans le cadre de nos travaux. Elle consiste en une minéralisation en ETR et Y contenue dans une arénite métasomatitisée de la Formation de Voirdye (unité nAvrd2b). L’échantillon choisi 2022083317 (affleurement 2022-CD-3071) montre des teneurs de 1716 ppm ETR totaux et 631 ppm Y. La roche présente également des teneurs élevées en P₂O₅ (2,8 %) et en Fe₂O₃t (16 %) qui se manifestent dans la roche par une abondance d’apatite et de minéraux ferrugineux tels que la grunérite, le grenat et la magnétite. La roche sur le terrain est décrite comme altérée, mais il n’est pas clair s’il s’agit d’un enrichissement épigénétique (métasomatisme) ou si la teneur élevée en fer est plutôt d’origine syngénétique comme pour une formation de fer.

Des minéralisations riches en ETR et en phosphore sont connues dans les sédiments pélagiques de fond marin profond (Kato et al., 2011). Zhang et al. (2023) et Zhou et al. (2020) ont conclu que cette source importante d’ETR serait associée à des exhalaisons hydrothermales et que l’apatite constitue l’un des principaux porteurs de la minéralisation. Ces exemples confortent l’hypothèse que la zone minéralisée d’Etry serait d’origine exhalative et est en partie associée à l’apatite.

La zone minéralisée d’Etry pourrait également représenter une variante des minéralisations de terres rares associées aux gîtes d’oxydes de fer-apatite de type Kiruna (IOA, « Iron Oxide-Apatite »). Plusieurs minéralisations de ce type montrent que l’apatite est associée à des minéraux porteurs de terres rares tels que la monazite, le xénotime, l’allanite, les fluorures et les carbonates, formés à la suite de l’altération métasomatique de l’apatite et de la libération des terres rares (Harlov et al., 2016; Hou et al., 2018). Le transport des terres rares aurait été facilité par des processus successifs de déformation et de métamorphisme (Maraszewska et al., 2023). Dans le cas de la minéralisation de la zone minéralisée d’Etry, les fluides minéralisateurs pourraient provenir des roches métasédimentaires arkosiques encaissantes qui ont été métamorphisées au faciès moyen à supérieur des amphibolites.

Du point de vue du potentiel minéral, bien qu’aucune autre analyse à proximité de la zone minéralisée d’Etry n’ait donné de valeurs intéressantes ni en ETR ni en Y, les affleurements avoisinants présentent des altérations rougeâtres et jaunâtres pouvant avoir un lien avec le style de minéralisation rencontré dans cette zone

Minéralisation de sulfures massifs de métaux usuels 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 volcanoclastiques. La zone minéralisée de O’Connor représente la minéralisation de ce type la plus importante de la région (feuillet 32O15). Elle consiste en une lentille de sulfures massifs (pyrite, pyrrhotite et sphalérite) orientée à 255° et mesurant près de 30 m de longueur et de 1 à 5 m d’épaisseur encaissée dans des roches volcaniques felsiques (unité nAmo3). L’échantillon choisi W178015 a donné une teneur de 6,86 % Zn, tandis qu’un échantillon provenant de la rainure shire-1 a livré une teneur de 4,85 % Zn sur 1,18 m (Richard et Bédard, 2018). Un échantillon choisi 2022083188 (affleurement 2021-DB-1036) prélevé par Bandyayera et Caron-Côté (2022) sur un niveau d’exhalite de la zone minéralisée de O’Connor a révélé une valeur de 10,8 % Zn.

Dans le secteur d’étude, plusieurs évidences témoignent d’une activité hydrothermale et exhalative au sein des roches du Groupe du Lac des Montagnes. Cette unité renferme en effet plusieurs niveaux de formation de fer à oxydes, à silicates et, localement, à sulfures. Il s’agit des formations de fer de type Algoma, rubanées et plissées, mesurant 100 à 600 m de largeur sur 1 à 2 km de longueur, localisées essentiellement au contact entre la séquence volcanique du Groupe du Lac des Montagnes et la séquence sédimentaire de la Formation de Voirdye. Certaines de ces formations de fer présentent des teneurs significatives en zinc (200 à 600 ppm Zn; échantillon 2022083154) et en MnO (jusqu’à 2 % MnO; échantillon 202283157). La minéralisation essentiellement associée aux niveaux de formation de fer à sulfures et aux formations de fer à silicates montre des alternances de lits centimétriques de chert-magnétite-pyrite-pyrrhotite avec des lits à amphibole-grenat-magnétite. Les formations de fer de type Algoma sont communément localisées stratigraphiquement au-dessus de lentilles de sulfures massifs volcanogènes ou représentent des équivalents latéraux de ces minéralisations (Jébrak et Marcoux, 2008).

Dans le secteur d’étude, on observe couramment des niveaux d’exhalite interstratifiés avec les roches volcanoclastiques felsiques ou le basalte amphibolitisé du Groupe du Lac des Montagnes, ainsi que des zones rouillées probablement d’origine volcanogène, mais qui résultent probablement de la circulation et de la percolation de fluides dans des niveaux ou des structures favorables. Ces niveaux contiennent 5 à 10 % de pyrite et sont généralement d’épaisseur décimétrique à métrique. Le basalte montre localement l’assemblage amphibole-grenat-pyrite-magnétite-biotite qui semble démontrer les effets d’une altération hydrothermale suivie d’un métamorphisme prograde. D’autres niveaux de basalte sont caractérisés par des altérations en carbonate et épidote associées à des veinules de calcite et de pyrite. Les roches volcaniques felsiques montrent une altération en séricite forte à modérée. Des échantillons choisis (2022083179, 2022083185, 2022083526, 2022083531) ont donné jusqu’à 3 ppm Ag, 0,2 % Cu et 533 ppm Zn.

Les zones favorables de Darveau regroupent des niveaux de roches volcaniques du Groupe du Lac des Montagnes montrant des évidences d’altération hydrothermale (séricite, carbonate et épidote) et d’activité exhalative (formation de fer et exhalite siliceuse avec pyrite). Ces zones favorables pour les minéralisations en métaux usuels s’étendent sur une distance de 40 km selon une direction E-W.

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

La Formation de Voirdye comprend des minéralisations de type sulfures exhalatifs (Cu-Zn) dans les roches sédimentaires (Sedex). La zone minéralisée de Bourrier est un exemple de ce type de minéralisation dans la Ceinture du Lac des Montagnes (feuillet 32O14). Elle montre des teneurs allant jusqu’à 1,16 % Zn contenues dans un niveau de sulfures massifs interstratifié avec un quartzite et une formation de fer (Richard et al., 2012).

Dans le secteur d’étude, des unités de formation de fer, des arénites et des paragneiss montrent localement des valeurs significatives de 360 à 1040 ppm Cu (échantillons 2022083536, 2022083543) et de 164 à 943 ppm Zn (échantillons 2022083169, 2022083527, 2022083543). Ces valeurs en Cu et en Zn combinées à l’activité exhalative soulignée par la présence de formation de fer démontrent le potentiel de la Formation de Voirdye pour les minéralisations de type Sedex. Les zones favorables de Gardes mettent en évidence ce potentiel minéral dans la région d’étude.

Formations de fer rubanées de type Algoma associées au Groupe du Lac des Montagnes

Le Groupe du Lac des Montagnes comprend plusieurs niveaux de formations de fer de type Algoma, généralement localisés au sommet de l’empilement volcanique. Dans le secteur à l’étude, la zone minéralisée de Roy-Chareton (affleurement 2022-EC-2103) affleure sur une épaisseur de 15 m et une longueur de 20 m. Sa signature magnétique sur la carte du champ magnétique résiduel indique qu’elle a une extension latérale de ~1 km. L’analyse 2022083496 (affleurement 2022-EC-2103) montre des teneurs de 39,8 % Fe₂O₃t, soit 28 % Fe.

La minéralisation est principalement formée de formation de fer rubanée à oxydes caractérisée par l’alternance de lits centimétriques bleutés composés de magnétite massive et de lits centimétriques beiges composés de chert. À la base de la zone minéralisée de Roy-Chareton, on trouve des niveaux décimétriques de formation de fer au faciès des silicates composée d’amphibole (grunérite), de grenat et de magnétite. D’autres niveaux décimétriques au faciès à sulfures (pyrite et pyrrhotite) sont localement observés. Les roches encaissantes de la formation de fer sont un basalte magnésien amphibolitisé et une roche volcanoclastique felsique séricitisée du Groupe du Lac des Montagnes.

Minéralisation aurifère stratiforme 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; feuillet 32O15) sont les suivantes : 355 ppb Au, 2,03 % As, 765 ppm Zn, 288 ppm Co, 0,56 % Mn et 209 ppm W.

Dans le secteur à l’étude, bien qu’aucune zone minéralisée aurifère n’ait été découverte au sein de ces formations de fer, ces dernières peuvent présenter un potentiel aurifère similaire à celui de la Formation d’Auclair. Celle-ci est l’hôte de la zone minéralisée de Golden Butterfly (feuillet 32O14), qui est encaissée dans un ensemble lithologique similaire. Cette dernière se trouve à ~80 km au NW des formations de fer décrites ici.

Minéralisation magmatique de Ni-Cu (± Cr ± Co ± EGP) associée aux roches intrusives de la Suite mafique-ultramafique de Nasacauso

Les intrusions de Nasacauso regroupent des lithologies comparables 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 magmatiques de Ni-Cu (± EGP ± Co ± Au ± Ag) (p. ex. : gîte Nisk-1 et zone minéralisée du Lac Valiquette) et de minéralisations de chromite stratiforme (p. ex. : zone minéralisée du Lac des Montagnes-Sud).

Dans le secteur d’étude, la Ceinture du Lac des Montagnes offre un fort potentiel pour les minéralisations de Ni-Cu-EGP ± Cr (zone favorable de Nasacauso) associées aux roches intrusives de la Suite mafique-ultramafique de Nasacauso (nAnas). Ces unités coïncident avec des anomalies magnétiques positives d’étendue latérale kilométrique. Les zones minéralisées sont associées aux niveaux de péridotite généralement litées, montrant des zones de cumulats d’olivine ou de pyroxène en cristaux millimétriques à centimétriques et contenant 1 à 2 % de sulfures (pyrite et pyrrhotite). Ces intrusions ultramafiques sont également observées au sein de la séquence métasédimentaire de la Formation de Voirdye, mais leurs relations avec ces roches restent encore à élucider. Les échantillons prélevés sur une péridotite litée (2022083164, 20220803504) et une webstérite à olivine (2022083484, 2022083486) ont donné des teneurs significatives atteignant 0,36 % Cr₂O₃, 347 ppm Cu, 101 ppm Co et 0,13 % Ni.

Des niveaux de composition ultramafique interstratifiés avec du basalte, localement interprété comme une lave ultramafique en raison des structures de la roche (granulométrie fine, bréchification, fractures de refroidissement et coulées en forme de tubes) sont généralement enrichis en nickel. Deux échantillons provenant de ces niveaux (2022083511, 2022083512) montrent des teneurs anomales en nickel (0,13 % et 0,16 % Ni), en cuivre (176 ppm Cu) et en chrome (0,28 % et 0,35 % Cr₂O₃).

Les roches intrusives de la Suite mafique-ultramafique de Nasacauso et les komatiites du Groupe du Lac des Montagnes, généralement enrichies en Cr, 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; 2020).

Minéralisation de lithium associée aux pegmatites granitiques de la Suite de Senay

La présence de pegmatites lithinifères à spodumène dans la Ceinture du Lac des Montagnes est connue depuis les travaux de cartographie du Ministère en 1962 (Valiquette, 1963). Les zones minéralisées en lithium connues (zones favorables du Spodumène; Bandyayera et Caron-Côté, 2019) sont associées à des dykes de pegmatite granitique blanche (granite de type S). Les pegmatites à spodumène-tourmaline-grenat-apatite-muscovite ± biotite coupent généralement les niveaux de basalte amphibolitisé du Groupe du Lac des Montagnes. Du béryl et de la pétalite sont observés par endroits. Le spodumène, en cristaux de 1 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 se trouvant à ~95 km au SW du secteur d’étude (feuillet 32O12) représente l’exemple type des dépôts lithinifères de la région. Les ressources mesurées de ce gîte sont de 17 734 Mt à une teneur moyenne de 1,60 % Li₂O, alors que les ressources indiquées sont de 20 532 Mt à une teneur moyenne de 1,33 % Li₂O (Maguran et al., 2019).

Dans la région à l’étude, bien qu’aucune teneur indicielle en lithium n’ait été répertoriée, les pegmatites de la Suite de Senay, localement riches en tourmaline, grenat et muscovite (± biotite), 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 2022 en raison de leur minéralogie (abondance de tourmaline, grenat et muscovite) et de leurs structures magmatiques (rubanement primaire, zonation). Certaines de ces pegmatites contiennent 3 à 10 % de pyroxène verdâtre qui ressemble à du spodumène, mais qui n’a malheureusement pas été analysé.

Plusieurs valeurs anomales en lithium et/ou césium variant entre 100 et 360 ppm Li et 35 et 100 ppm Cs ont été obtenues suite aux analyses d’échantillons de paragneiss, d’arénite, d’exhalite et de roche métasomatique de la Formation de Voirdye ainsi que de certaines péridotites de la Suite mafique-ultramafique de Nasacauso. Sur la carte (voir la carte interactive), ces analyses sont réparties le long d’un niveau coïncidant grossièrement avec le tracé de la Zone de cisaillement de la Marée. Ces teneurs anomales en lithium et/ou césium sont pour l’instant inexpliquées. Cet enrichissement pourrait être d’origine métasomatique et associé à la circulation de fluides provenant d’un granite fertile. Ce processus a été reconnu par Pesquera et al. (2020) pour la minéralisation lithinifère de Valdeflórez (Espagne) qui est encaissée dans des roches métasédimentaires. Selon ces auteurs, l’infiltration de fluides dérivés de granite qui sont enrichis en Li, F, B et P le long de fractures associées à une zone de cisaillement serait responsable de la tourmalinisation et de la formation de micas lithinifères.

Les valeurs anomales mises en évidence durant nos travaux pourraient servir de guides d’exploration et mettraient en évidence la proximité d’intrusions de pegmatite lithinifère.

Minéralisations aurifères filoniennes de type orogénique

Dans la région d’étude, la Zone de cisaillement de la Marée est favorable à la présence de veines aurifères de type orogénique (zone favorable de la Marée). Certains secteurs à proximité de cette zone de cisaillement contiennent des veines de quartz-tourmaline d’épaisseur centimétrique à métrique. Des valeurs anomales en arsenic (4950 et 6030 ppm As) ont aussi été obtenues dans une veine de tourmaline (affleurement 22-EC-2057) associée à cette zone. La combinaison d’une zone de déformation régionale, de veines de quartz-tourmaline et de teneurs anomales en arsenic semble démontrer que ce secteur est favorable à la présence de minéralisations aurifères. Le meilleur exemple de minéralisation aurifère de ce type dans la Ceinture du Lac des Montagnes est la zone minéralisée du Lac de la Chlorite (zones favorables de la Chlorite; Bandyayera et Caron-Côté, 2019). Cette dernière se trouve dans le segment orienté NE-SW de la CLM (feuillet 32O14), à ~90 km à l’ouest de la zone favorable de la Marée dans la région d’étude (feuillet 32O16). La minéralisation est disséminée dans des veines de quartz-tourmaline-arsénopyrite et dans les roches volcaniques mafiques encaissantes.

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

• La compilation des travaux antérieurs rattachait la région du lac de la Marée au Complexe de Laguiche et à l’Opinaca, tandis que nos travaux indiquent plutôt que ce secteur représente le prolongement vers l’est de la Ceinture du Lac des Montagnes. Les prochains levés géologiques du Ministère vers l’est (feuillets 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.

• Le prolongement de la Zone de cisaillement de Poste Albanel qui marque la limite entre l’Opatica et le La Grande n’est pas connu. De nouveaux travaux de cartographie permettront de caractériser cette limite, en plus de mieux définir ce métallotecte d’envergure régionale encore méconnu.

• Les cartes aéromagnétiques qui couvrent l’est de la région du lac de la Marée montrent un agencement structural complexe qui suggère l’existence de plusieurs phases de déformation et de plissement dans l’Opatica et les dômes gneissiques du Complexe de la Hutte, au sein de la Ceinture du Lac des Montagnes. Le manque de données géochronologiques et structurales empêche pour l’instant de réaliser une interprétation de cet arrangement.

• Avant nos travaux, la compilation géologique montrait que les zones géologiques de la partie nord de l’Opatica étaient constituées de migmatites à trame de paragneiss et/ou d’amphibolite, avec 30 à 60 % de mobilisat granitique. Nos travaux démontrent qu’il s’agit plutôt des gneiss tonalitiques et de tonalites assignés au Complexe de Théodat. La poursuite des travaux de cartographie vers l’est permettra non seulement de corriger la carte géologique, mais aussi de réaliser une éventuelle synthèse géologique de la Sous-province d’Opatica. 

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 Jérémie Darveau, Rosalie Geoffrion, Marie-Ève Roy, Andréanne Leclerc, Lancelot Méderick de Morel et Hugo Chareton. Nous aimerions souligner l’excellent travail des cuisiniers Micheline Gagné et Rémi Otis et des hommes de camp Jean Gosselin et François Panachewan. Le montage et le démontage du camp ont été réalisés par l’équipe de la compagnie Construction JBL sous la supervision de Dany Trudel du Ministère. Le transport sur le terrain a été assuré par la compagnie Héli Inter. Les pilotes d’hélicoptère Stéphan Gilbert, Catherine Vanier, Richard Villeneuve et Jérémie Troillet ainsi que les mécaniciens Alexandre Gagné et Alexandre Leclerc ont accompli leur travail avec efficacité et professionnalisme. Nous tenons à remercier le géologue Claude Dion de la Direction du soutien administratif, logistique et matériel de nous avoir prêté main-forte sur le terrain et d’avoir partagé son expertise fort appréciée. Nous remercions grandement le stagiaire en géologie Corentin Gardes pour sa participation aux travaux de terrain et à la gestion du laboratoire de terrain.

Références

Publications du gouvernement du Québec

Autres publications