Géologie de la région du lac Sirmiq, Orogène de l’Ungava, Nunavik, Québec, Canada

La cartographie à l’échelle 1/100 000 de la région du lac Sirmiq fait suite à la campagne de terrain réalisée en 2017 dans le secteur du cap Wolstenholme. La partie nord de ces deux régions était interprétée comme un arc magmatique paléoprotérozoïque (1863 Ma à 1800 Ma), l’Arc de Narsajuaq. Toutefois, les datations U-Pb sur zircons obtenues à la suite des travaux de 2017 démontrent une prédominance de roches archéennes. Cinq âges de mise en place compris entre 2800 Ma et 2550 Ma proviennent de différentes unités lithologiques de la région du cap Wolstenholme, soit deux diorites quartzifères à hypersthène, une opdalite, un gneiss tonalitique et un monzogranite. Ces lithologies ont pour la plupart été affectées par un métamorphisme au faciès des granulites entre 1880 Ma et 1806 Ma. Elles se prolongent vers l’est dans la région d’étude. La région du lac Sirmiq comprend également des unités de gabbro, de tonalite, de monzonite quartzifère et de syénite, ainsi que des roches métasédimentaires migmatitisées et du gneiss granulitique.

Les travaux de cartographie ont également permis de reconnaître des zones d’altération hydrothermale possiblement attribuées à un contexte métallogénique de type oxydes de fer-cuivre-or (IOCG). Les altérations reconnues sont : 1) feldspath potassique-biotite-quartz-magnétite; et, 2) grenatite à quartz-plagioclase-biotite-chalcopyrite. Ces zones d’altération sont aussi spatialement associées à la présence d’anomalies régionales de sédiments de fond de lac en or et en cuivre.

Méthode de travail

Travaux antérieurs

Le tableau ci-dessous présente une liste sommaire des travaux réalisés depuis 1960 dans le secteur à l’étude. Il inclut aussi les références citées dans le présent bulletin. Une liste exhaustive peut être trouvée dans la base de données documentaire EXAMINE.

Lithostratigraphie

La région du lac Sirmiq est située dans l’Orogène de l’Ungava, qui fait partie de la Province de Churchill. La géologie se décrit comme un ensemble de roches archéennes et paléoprotérozoïques remobilisées au Paléoprotérozoïque. Dans la portion nord de l’Orogène de l’Ungava, deux ensembles lithotectoniques ont été reconnus lors des travaux antérieurs : l’Arc de Narsajuaq, au nord, et l’Antiforme de Kovik, au sud. Ces deux entités sont ici renommées en tant que domaines lithotectoniques distincts limités par la Zone de cisaillement de Sugluk. À l’instar des observations faites dans la région du cap Wolstenholme (Charette et Beaudette, 2018), cette limite a été déplacée vers le nord dans la région du lac Sirmiq. Le Domaine de Narsajuaq s’est amalgamé au Craton du Supérieur lors de l’Orogénèse de l’Ungava (Hoffman, 1985; St-Onge et al., 1992a). D’après ces modèles conceptuels, le Craton du Supérieur serait représenté dans la région par le Domaine lithotectonique de Kovik.

La section qui suit offre une description sommaire des unités lithostratigraphiques de la région du lac Sirmiq. Elle sont présentées selon leur chronologie relative. Une description plus détaillée est disponible dans le Lexique stratigraphique en utilisant les hyperliens insérés ci-bas.

Domaine lithotectonique de Narsajuaq

Le Domaine de Narsajuaq couvre près de 85 % de la région d’étude. L’ensemble des unités y a été affecté par une déformation pénétrative intense et un métamorphisme au faciès des granulites ou au faciès supérieur des amphibolites qui masquent les relations initiales. Ainsi, la majorité des contacts entre les unités sont tectonisés. Dans la région du lac Sirmiq, les complexes de Sainte-Hélène, d’Estre et de Pingasualuit représentent les roches les plus anciennes. Ces différentes unités forment des lambeaux imbriqués qui alternent à une échelle hectométrique à kilométrique.

Le Complexe de Sainte-Hélène (Ashn; 2794 ±21 Ma; Davis et Sutcliffe, 2018)) se concentre au sein d’un dôme structural ovoïde de ~24 km sur 12 km. Il est constitué de gneiss tonalitique à quartzodioritique variablement migmatitisé en contact transitionnel. Les unités de gneiss localisées au nord de la Zone de cisaillement de Naujaat, auparavant assignés à ce complexe par Charette et Beaudette (2018), ont donné un âge de mise en place paléoprotérozoïque (1901 ±8 Ma; Davis et Sutcliffe, 2018), ce qui a entrainé la définition d’une nouvelle unité, la Suite d’Uummanaq (pPuma).

Le Complexe d’Estre (ApPete) est une nouvelle unité introduite afin de regrouper l’orthogneiss granulitique felsique à intermédiaire du Domaine de Narsajuaq. Ce type de roche est peu courant dans la région du cap Wolstenholme. Charette et Beaudette (2018) avait regrouper ces niveaux de gneiss dans le Complexe de Pingasualuit. L’unité de gneiss granulitique d’origine incertaine de ces auteurs a été réassignée au Complexe d’Estre. Il est toutefois possible que dans la région de leurs travaux, de faibles proportions de gneiss granulitique similaire à celui du Complexe d’Estre soit encore présentes dans l’unité de composition intermédiaire du Complexe de Pingasualuit (nApgs2). 

Le Complexe de Pingasualuit (nApgs) est l’unité la plus abondante de la région d’étude et regroupe les roches intrusives mafiques, intermédiaires et ultramafiques du Domaine de Narsajuaq. Deux échantillons de diorite quartzifère à hypersthène prélevés dans cette unité par Charette et Beaudette (2018) ont donné des âges minimaux de mise en place néoarchéens (2773 et 2609 Ma; Davis et Sutcliffe, 2018). Au sein des roches mafiques, différentes phases ont pu être différenciées dans la région du lac Sirmiq, contrairement à l’unité de gabbro et de gabbronorite (pgs1) présente dans la région du cap Wolstenholme qui regroupe plusieurs phases dans une même unité (Charette et Beaudette, 2018). Entre autres, on y retrouve une unité de gabbro et de gabbronorite mouchetés de granulométrie plus grossière.

La région du lac Sirmiq comprend aussi de nombreux lambeaux de métatexite et de diatexite dérivées de la fusion partielle de roches métasédimentaires assignées au Complexe d’Erik Cove (pPecv). Des séquences de quartzite y ont aussi été observées. 

En plus d’être interstratifiés, les complexes de Sainte-Hélène, d’Estre, de Pingasualuit et d’Erik Cove décrits ci-dessus sont injectés par l’enderbite de la Suite de Navvaataaq (nAnav). Les relations de terrain ainsi que son âge (2560 ±26 Ma; Davis et Sutcliffe, 2018) indiquent que cette suite est tardive par rapport à ces complexes. Cette unité, qui peut comprendre jusqu’à 20 % de leucosome diffus, semble avoir été plus fortement migmatitisée dans la région d’étude que dans le secteur directement à l’ouest, où elle a été définie (Charette et Beaudette, 2018). Le granite folié à gneissique de la Suite de Kuugaq (pPkug) forme des lambeaux kilométriques allongés couramment localisés le long de zones de cisaillement. Son âge de mise en place est incertain et il est impossible d’exclure qu’il soit archéen.

Même s’il est majoritairement constitué de roches archéennes, le Domaine de Narsajuaq renferme aussi quelques roches intrusives de suites paléoprotérozoïques. Dans la région d’étude, la plus importante est la Suite de Fargues (ApPfag), majoritairement constituée de syénite et de monzonite avec ou sans orthopyroxène. Les roches intrusives intermédiaires à phénocristaux de feldspath de la Suite de Frichet (pPfri) sont restreintes à l’extrémité SW de la région d’étude, dans le prolongement des unités de la région du cap Wolstenholme (Charette et Beaudette, 2018).

De rares lambeaux de monzodiorite quartzifère mouchetée ou porphyroïde ont été assignés à la Suite de Suluraaq (pPslq). Deux échantillons prélevés par Charette et Beaudette (2018) dans cette unité ont donné des âges de mise en place paléoprotérozoïques (1889 ±4 Ma et 1844 ±6 Ma; Davis et Sutcliffe, 2018). Enfin, les suites de Sanningajualuk et d’Ivitaruq représentent les unités les plus jeunes du Domaine de Narsajuaq puisqu’elles coupent l’ensemble des autres unités. Ces deux suites grenues ont été peu observées dans la région d’étude. La première est composée de granite rose et la seconde de monzodiorite et de monzonite.

Domaine lithotectonique de Kovik

À l’extérieur de la région d’étude, les unités du Domaine lithotectonique de Kovik sont assignées au Complexe de Kovik. Elles seront progressivement réassignées à des suites distinctes. Pour l’instant, il n’a pas été possible de faire la corrélation entre les unités observées lors des présents travaux et celles de la région du cap Wolstenholme (Charette et Beaudette, 2018). Un échantillon prélevé par Charette et Beaudette (2018) dans une tonalite homogène a donné un âge paléoprotérozoïque de 1852 ±6 Ma (Davis et Sutcliffe, 2018). Trois âges archéens (2882 Ma à 2737 Ma) ont aussi été obtenus par Parrish (1989) et Scott et St-Onge (1995) à partir d’échantillons de tonalite prélevés dans le Domaine de Kovik.

Dans la région du lac Sirmiq, le Complexe de Nanuk (ApPnuk) représente l’unité la plus ancienne du Domaine de Kovik. Il est formé de tonalite et de diorite quartzifère gneissique ainsi que de migmatite dérivée de leur fusion partielle. Ce complexe est localement coupé par la granodiorite de la Suite d’Arviq (ApPavi). Des lambeaux hectométriques à kilométriques de roches métasédimentaires migmatitisées de la Suite de Crony (ApPcry) ont aussi été observés en contacts tectonisés avec le Complexe de Nanuk et la Suite d’Arviq.

Les contacts primaires entre les roches intrusives intermédiaires à ultramafiques de la Suite de Gastrin (ApPgan) et les roches encaissantes ont aussi été oblitérés. Cependant, un âge paléoprotérozoïque préliminaire (Davis et Sutcliffe, en préparation) indique qu’il s’agit probablement d’une des unités les plus jeunes du Domaine de Kovik. Finalement, le granite de la Suite de Nunatak (pPnat) est aussi clairement d’âge paléoprotérozoïque puisqu’il s’injecte dans l’ensemble des autres unités du domaine, incluant la Suite de Gastrin.

Lithogéochimie

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

Géologie structurale

La région d’étude a été subdivisée en huit domaines structuraux :

• Domaine structural des Sources (DSsou);
• Domaine structural de Sanngumaq (DSsan);
• Domaine structural de Routhier (DSrou);
• Domaine structural de Siukkaq (DSsiu);
• Domaine structural de Kuuruq (DSkuu);
• Domaine structural d’Estre (DSest);
• Domaine structural d’ Aküllirütaaluk (DSaku);
• Domaine structural de Tasialuk (DStas).

La région d’étude comprend aussi deux zones de cisaillement :

• Zone de cisaillement de la Crevasse (ZCcre);
• Zone de cisaillement de Sugluk (ZCsug).

Ces domaines structuraux ont été individualisés sur la base des linéaments géophysiques, lesquels correspondent aux traces des foliations, de l’attitude des fabriques planaires et linéaires et du style de déformation exprimé. Les roches sont caractérisées par une déformation pénétrative qui se manifeste par une foliation tectonométamorphique bien développée parallèle au rubanement de composition et aux contacts lithologiques. En l’absence d’évidences indiquant une superposition de fabriques, l’ensemble des structures d’un même domaine est étiqueté S_n et L_n.

Il est probable que l’ensemble de ces fabriques soit relié à un même événement tectonique qui se manifeste par des styles structuraux variables entre les domaines. Ceux-ci sont principalement représentés par la présence de zones homoclinales à pendage modéré, d’un dôme, de zones de cisaillement et de zones à fabriques subhorizontales.

En raison de la localisation des travaux, l’évolution structurale du Domaine de Kovik est relativement mal comprise et ne peut être corrélée avec celle du Domaine de Narsajuaq.

Les zones de cisaillement de Sugluk (ZCsug) et de la Crevasse (ZCcre) ainsi que les domaines structuraux des Sources (DSsou) et d’Aküllirütaaluk (DSaku) sont caractérisés par un mouvement de chevauchement à composante dextre en condition ductile. L’attitude des foliations et des linéations minérales et d’étirement dans ces domaines varie peu. Les foliations sont généralement orientées SW à W avec un pendage à ~45°. L’orientation des linéations suit approximativement la ligne de pente avec un plongement de l’ordre de 30 à 35° et une direction dans le quadrant NW. Les mouvements observés dans l’est du DSsou et dans les zones de cisaillement de la Crevasse et de Sugluk sont inverses avec une composante oblique dextre, indiquant un chevauchement vers le sud. Bien que cette cinématique ne soit pas aussi bien exprimée dans la partie ouest du DSsou et dans le DSaku, on y interprète également un mouvement de chevauchement en raison de la continuité des structures. La déformation associée à la composante en décrochement est focalisée dans quelques zones de cisaillement subverticales. Le segment nord de la ZCcre représente le meilleur exemple de ce phénomène. On y observe une linéation d’étirement subhorizontale contenue dans une foliation mylonitique subverticale que l’on associe à un décrochement senestre. La foliation du segment sud de la ZCcre est inclinée à près de 45° en direction ouest à NNW. La cinématique observée est à mouvement inverse avec une composante dextre. La géométrie et la cinématique de ces deux segments s’expliquent par un chevauchement vers le SE du bloc délimité par la ZCcre. Le Domaine de Sanngumaq est aussi attribué à la focalisation de la composante en décrochement dans des structures subverticales.

Le Domaine structural d’Estre (DSest) partage plusieurs caractéristiques avec le DSsou, bien qu’il n’y soit pas adjacent. La déformation principale du DSest peut être corrélée avec la phase de chevauchement à composante dextre décrite dans le DSsou. L’orientation de la foliation dans la partie est du DSest est semblable à celle du DSsou. Une zone de cisaillement inverse traverse aussi ce secteur du domaine. Toutefois, à l’exception de la zone de cisaillement, les linéations d’étirement et minérales y sont subhorizontales et n’indiquent possiblement pas la direction du cisaillement régional. La divergence entre la linéation d’étirement et la direction du cisaillement est possible en contexte de cisaillement subsimple et d’écart avec la déformation planaire (Fossen et Cavalcante, 2017).

Plusieurs affleurements au nord de la ZCsug montrent un rubanement stromatique parallèle à la foliation tectonométamorphique. De plus, les grains de quartz dans ces leucosomes sont couramment en forme de lentille, indiquant que la déformation principale a débuté durant la fusion partielle et s’est poursuivie après la cristallisation du liquide anatectique.

Le Domaine de Routhier (DSrou) est caractérisé par une géométrie en dôme. Sur les cartes aéromagnétiques, la limite de ce domaine avec le Domaine de Kuuruq (DSkuu) est essentiellement diffuse. Le DSkuu est caractérisé par des fabriques planaires subhorizontales et une linéation minérale et d’étirement d’orientation moyenne WNW-ESE. Il est limité à l’ouest et au NW par des zones de cisaillement du DSsou correspondant à d’importants linéaments géophysiques. Les relations entre la zone homoclinale du DSsou, le dôme du DSrou et la zone subhorizontale du DSkuu demeurent nébuleuses. Les structures du DSsou s’incurvent progressivement dans celles du DSrou, alors que le DSsou semble chevaucher le DSkuu. Il n’y a pas d’évidence que les fabriques principales de ces domaines structuraux soit issues de phases de déformation distinctes. Il s’agirait plutôt d’une déformation principale affectant l’ensemble des domaines structuraux du Domaine lithotectonique de Narsajuaq et causée par une phase de convergence selon un axe ~NNW-SSE. Les variations de styles structuraux reflètent l’anisotropie de la croûte moyenne à inférieure, le partitionnement de la déformation et l’accumulation progressive de la déformation.

Métamorphisme

Le Domaine de Narsajuaq présente plusieurs caractéristiques du grade métamorphique des granulites et de l’atteinte de conditions d’anatexie. Les assemblages minéralogiques et les microstructures métamorphiques des principales unités de la région d’étude (complexes d’Estre, de Pingasualuit, et d’Erik Cove et Suite de Navvaataaq) sont compilés sur la carte du métamorphisme. L’orthopyroxène est une phase minérale caractéristique de ce domaine lithotectonique. De plus, les microstructures de la biotite montrent couramment de la corrosion et un déséquilibre avec l’orthopyroxène, appuyant une origine métamorphique de ce dernier par le biais de la déshydratation de la biotite, produisant de l’orthopyroxène et du liquide anatectique. Cette réaction, fortement dépendante de la température, se produit vers 850 °C dans les protolites métasédimentaires (Spear et al., 1999).

La biotite est observée en symplectites avec le quartz, souvent à proximité de l’orthopyroxène. Ces symplectites sont interprétées comme le résultat de la cristallisation finale de volumes mineurs de liquide anatectique dans une roche résiduelle. L’orthopyroxène de l’assemblage au pic métamorphique est alors déstabilisé et partiellement résorbé pour former des symplectites de biotite-quartz. La réaction commune pour ce phénomène (liquide + orthopyroxène + grenat + feldspath potassique = biotite + quartz) représente essentiellement la réaction inverse du parcours métamorphique prograde permettant la formation d’orthopyroxène (Sawyer, 2008). La localisation des échantillons montrant de la biotite corrodée ou en symplectites avec le quartz est indiquée sur la carte métamorphique. Leur répartition témoigne de conditions granulitiques sur la majorité du secteur cartographié, particulièrement dans la partie ouest.

Les protolites sédimentaires du Complexe d’Erik Cove présentent les assemblages métamorphiques les plus diversifiés. Trois principaux assemblages ont été identifiés. D’abord, l’assemblage le plus commun (plagioclase-quartz-feldspath potassique-orthopyroxène-grenat-biotite-ilménite-liquide) correspond à celui d’une roche métasédimentaire portée au faciès des granulites. Ensuite, la sillimanite peut s’ajouter à l’assemblage précédent. Enfin, deux échantillons sont exempts d’orthopyroxène et contiennent plutôt de la sillimanite et du spinelle et/ou de la cordiérite qui forment des symplectites avec le grenat. Ces variations sont probablement dû à des compositions diverses de protolites et chaque assemblage est compatible avec le faciès des granulites. 

En affleurement, les roches mafiques du Complexe de Pingasualuit montrent couramment des leucosomes contenant du grenat ou du clinopyroxène, ces derniers semblant être des phases péritectiques. Les assemblages métamorphiques à clinopyroxène-hornblende-plagioclase-orthopyroxène-grenat ± biotite correspondent aussi au faciès des granulites. La hornblende forme des grains idiomorphes en remplacement du pyroxène ou en couronne. Plus rarement, elle est corrodée sous forme irrégulière et parsemée d’inclusions arrondies en continuité optique qui sont interprétées comme des pseudomorphes de liquide anatectique. Le grenat est porphyroblastique et localement remplacé par des symplectites de plagioclase-hornblende. Étant donné la rétrogradation du pyroxène également observée dans ces échantillons, il est possible que les symplectites aient originalement été composées d’orthopyroxène ou de clinopyroxène. Ces symplectites sont reconnues pour indiquer une décompression isothermale (p. ex. Groppo et al., 2007).

Le Complexe de Sainte-Hélène se distingue des autres unités dominantes du Domaine de Narsajuaq puisqu’il est pratiquement exempt d’orthopyroxène. Il n’en demeure pas moins qu’il apparait couramment migmatitisé en affleurement, ce qui indique un grade métamorphique du moins équivalent au faciès supérieur des amphibolites. De plus, la présence de rares reliques d’orthopyroxène au cœur d’hornblende indique l’atteinte locale du faciès des granulites.

En général, dans la région d’étude, la portion ouest du Domaine de Narsajuaq a atteint le faciès des granulites. L’évidence la plus probante est l’intersection de la réaction de déshydratation de la biotite formant de l’orthopyroxène et du liquide anatectique. Les conditions de haute pression ne semblent pas avoir été atteintes puisqu’on observe la présence de sillimanite et l’absence de kyanite.

Pour l’instant, les caractéristiques métamorphiques du Domaine de Kovik demeurent mal définies. L’occurrence de migmatites dans le Complexe de Nanuk et de sillimanite dans la Suite de Crony supportent un métamorphisme équivalent au faciès supérieur des amphibolites ou plus élevé.
 

Géologie économique

La région du lac Sirmiq présente des zones favorables pour six types de minéralisation :

• minéralisation de Ni-Cu-EGP ou de Cr associée aux intrusions ultramafiques;
• minéralisation de Cu-Au associée à des zones d’altération hydrothermale;
• minéralisation de Fe-Ti-V associée aux intrusions mafiques;
• minéralisation dans les formations de fer;
• minéralisation de métaux rares associée aux roches hyperalcalines;
• minéralisation polymétallique associée aux roches métasédimentaires.

Le tableau des zones minéralisées ci-dessous présente les résultats d’analyses pour les neuf zones minéralisées connues dans le secteur, incluant sept nouvelles zones minéralisées découvertes dans le cadre de nos travaux et deux zones minéralisées connues.

Zones minéralisées dans la région du lac Sirmiq

Le tableau des analyses lithogéochimiques des métaux d’intérêt économique donne la localisation, la description et les résultats d’analyse pour 94 échantillons choisis dans le but d’évaluer le potentiel économique de la région.

Minéralisations connues dans la région d’étude

Nouvelle teneur indicielle en éléments du groupe du platine sur une zone minéralisée en nickel

 Les travaux de l’été 2019 ont permis de revisiter la zone minéralisée ÉCH. 124767 découverte en 2001 par Exploration Noranda (Trépanier, 2001). Il a été possible de relocaliser cette zone minéralisée en Ni-Cu-EGP, logée dans une webstérite à olivine du Complexe de Pingasualuit (nApgs4), à ~185 m au nord de la position décrite. Une vérification sur le terrain n’a pas permis de retrouver de roche ultramafique aux coordonnées indiquées dans le rapport. L’échantillon 124767 de Noranda, qui n’avait pas été analysé pour les platinoïdes, a donné des teneurs de 0,7 % Ni et 0,2 % Cu. Deux échantillons prélevés sur l’affleurement 19-IL-3143 ont révélé la présence de teneurs indicielles en palladium (975 ppb Pd) et anomales en or (365 ppb Au), platine (397 ppb Pt) et chrome (0,4 % Cr). La minéralisation consiste en 5 à 12 % de pyrrhotite disséminée et en nodules centimétriques associée à <1 % de chalcopyrite et pentlandite. La webstérite à olivine est en contact avec un paragneiss migmatitisé du Complexe d’Erik Cove, au sud, et avec un gneiss du Complexe d’Estre, au nord. Le prolongement de cette intrusion a aussi été observé à 3 km (19-IL-3120) et à 5 km (19-JV-2087) vers l’est, où des teneurs anomales en cuivre ont été obtenues. La zone favorable de Platinic correspond à cette intrusion.

 Minéralisations méconnues et découvertes lors des présents travaux

Découverte d’intrusions ultramafiques présentant un potentiel pour des minéralisations de Cu-Ni ou de Cr ± Ni

 La zone favorable de Cupri est associée aux affleurements 19-IL-3056 et 19-IL-3057 et correspond à un fort linéament aéromagnétique de 4 km de longueur. La webstérite à olivine affleure sur une largeur minimale de 350 m et se caractérise par la présence commune de malachite. Une zone rouillée renfermant 2 % de pyrrhotite et de pyrite disséminées a donnée des teneurs anomales en cuivre (jusqu’à 894 ppm Cu) en plus de teneurs significatives en nickel, chrome et or.

En plus de présenter un intérêt pour les minéralisations magmatiques et hydrothermales en Ni-Cu-EGP (zones favorables de Platinic et de Cupri), les roches intrusives ultramafiques du Complexe de Pingasualuit (nApgs4) offrent aussi un potentiel pour la mise en place de minéralisations chromifères. La zone favorable de Croma comprend quatre intrusions qui présentent des teneurs anomales en chrome (0,32 à 0,39 % Cr₂O₃). À l’affleurement 19-IL-3006, la webstérite à olivine affleure sur une largeur de 70 m et est spatialement associée à un fort linéament aéromagnétique de 3,7 km de longueur. En lame mince, des échantillons de webstérite, de webstérite à olivine et de lherzolite prélevés aux affleurements 19-MV-1054, 19-IL-3175 et 19-MV-1097 sont caractérisés par la présence de 1 à 3 % de spinelle (vert et brun), en plus des minéraux opaques (magnétite et chromite) qui peuvent représenter localement 10 % de la roche. 

Découverte de grandes zones d’altération hydrothermale associées à des anomalies de sédiments de fond de lac en or et en cuivre

Des zones d’altération régionales associées à de fortes anomalies magnétiques ont été majoritairement reconnues au sein des intrusions mafiques et ultramafiques du Complexe de Pingasualuit (pgs3a). Deux principaux faciès d’altération ont été observés et sont présentés comme des zones favorables distinctes.

La zone favorable de Magnet comprend deux secteurs et comprend une altération majoritairement potassique et ferrifère. Dans le secteur des affleurements 19-IL-3165 et 19-IL-3166, deux assemblages minéralogiques sont reconnus : feldspath potassique-magnétite-biotite-clinopyroxène ± grenat ± quartz et clinopyroxène-amphibole-carbonate-sulfures. Ces zones d’altération alternent à l’échelle décimétrique et affectent un gabbro et une pyroxénite du Complexe de Pingasualuit. Les sulfures forment des amas millimétriques à centimétriques en association avec de la calcite et de la malachite.

La zone favorable de Garnot comprend trois secteurs caractérisés par la présence de grenatite à quartz-plagioclase-biotite ± magnétite ± calcite ± chalcopyrite ± malachite ± azurite. Ces secteurs sont associés spatialement à la présence d’anomalies régionales de sédiments de fond de lac en or et en cuivre (Maurice et Lamothe, 2012). Les résultats d’analyses indiquent aussi près d’une dizaine de teneurs anomales en cuivre (jusqu’à 2660 ppm Cu) en plus de teneurs significatives en or, molybdène, zinc, nickel, yttrium, thorium et fer. À l’affleurement 19-MV-1114, le gabbro renferme de nombreuses zones métriques de grenatite contenant jusqu’à 1 % de chalcopyrite disséminée. Certaines de ces zones sont fracturées et affectées par une altération supergène ayant entraîné la formation de placages de malachite et d’azurite. Des zones d’altération similaires, mais de plus faibles dimensions, sont aussi présentes dans le secteur de l’affleurement 19-IL-3186. À l’affleurement 19-IL-3094, un niveau métrique à grenat-pyroxène renferme des veinules de carbonate et ~2 % de pyrite et de pyrrhotite disséminées associées à des traces de chalcopyrite. Ce niveau est en contact avec un niveau décimétrique d’albitite.

La présence de ces zones d’altération hydrothermale en K-Fe de haute température et en Ca-Mg de basse température pourrait être interprétée comme étant le produit de l’évolution d’un système de type fer-oxydes à cuivre-or (IOCG).

Découverte d’une formation de fer de >40 km de longueur

La zone favorable du Dôme de fer comprend deux secteurs distincts associés à des linéaments aéromagnétiques positifs de 100 à 400 m de largeur. Le premier linéament fait >40 km de longueur; il suit une orientation ENE-WSW dans sa partie ouest et N-S dans sa partie est. Il se prolonge à l’ouest de la région du lac Sirmiq (feuillet 35K03). Le deuxième linéament fait ~3,5 km de longueur. Il est localisé ~2 km au SE du premier et suit la même orientation N-S dans ce secteur. Des niveaux de formation de fer associés à des linéaments aéromagnétiques de moindre importance sont également présents plus à l’est, à proximité du détroit d’Hudson. Plusieurs teneurs indicielles en fer ont été obtenues et font l’objet de sept zones minéralisées (voir tableau zones minéralisées).

En affleurement, la formation de fer forme des lambeaux discontinus (1 à 60 m de largeur sur 10 m à 1 km de longueur) au sein de l’enderbite de la Suite de Navvaataaq, des roches intrusives mafiques du Complexe de Pingasualuit et des gneiss granulitiques du Complexe d’Estre. Elle n’a été vu en contact avec un paragneiss migmatitisé du Complexe d’Erik Cove qu’à l’affleurement 19-IL-3135. À l’exception de quelques rubans centimétriques à décimétriques de magnétite semi-massive, l’aspect général n’est pas rubané. Pour ces raisons, ces zones ont d’abord été interprétées comme faisant partie d’un vaste système d’altération en fer potentiellement associé aux zones favorables de Garnot et de Magnet.

La continuité latérale de l’unité, les observations en lame mince et les analyses géochimiques suggèrent plutôt qu’il s’agisse de lambeaux de formation de fer. La microstructure granoblastique observée au microscope peut expliquer la disparition du rubanement primaire. De plus, la géochimie générale avec une moyenne en SiO₂ + Fe₂O₃ de ~97 % et de faibles teneurs pour l’ensemble des autres éléments majeurs, indique une similitude avec celle des formations de fer précambriennes mondiales (Prasad et al., 2012 et références citées). L’absence d’enrichissement en métaux variés (p. ex. en ETR-Nb et en Cu-Au-U-Ag-ETR) suggère aussi que ces zones à magnétite et quartz ne soient pas reliées à un système IOCG, reconnu pour ces types d’enrichissements (Corriveau, 2006).

La composition de grains de magnétite provenant de quatre échantillons a été analysée à la microsonde électronique afin d’identifier leur environnement gîtologique (Delobel, 2020). L’utilisation de ces données est limitée par la diffusion des éléments traces de la magnétite lors du métamorphisme au faciès des granulites, ainsi une origine hydrothermale ou par précipitation chimique semble plus probable qu’une origine magmatique.

Considérée comme des formations de fer, ces roches ont été assignées au Complexe d’Erik Cove. Le faciès principal à oxydes est dominé par le quartz et la magnétite (>80 %) qui forment des lentilles allongées ou des rubans marquant la foliation. Des niveaux centimétriques à décimétriques du faciès à silicates sont aussi présents. En plus de la magnétite, ceux-ci peuvent contenir du pyroxène, du grenat, du quartz, de l’amphibole et de l’olivine. La formation de fer est localement rouillée et contient dans ce cas 1 à 8 % de sulfures disséminés et localement du graphite.

Découverte d’intrusions mafiques présentant un potentiel pour une minéralisation de Fe-Ti-V

La gabbronorite à magnétite et ilménite du Complexe de Pingasualuit pourrait représenter un potentiel pour les minéralisations magmatiques en fer (<22,6 % Fe₂O₃), titane (<3 % Ti) et vanadium (<615 ppm V). Des teneurs significatives en ces éléments ont été obtenues au sein d’échantillons assignés à la sous-unité nApgs1b. Cette gabbronorite forme des niveaux boudinés ou des lentilles décimétriques à décamétriques au sein de la Suite de Navvaataaq et du Complexe d’Estre. Les niveaux les plus épais ont été observés aux affleurements 19-JV-2068, 19-IL-3142 et 19-IL-3147.

Découverte de roches hyperalcalines présentant un potentiel pour une minéralisation en métaux rares

La présence d’une masse intrusive à dominance syénitique de 13 km sur 6 km (Suite de Fargues) dans la partie sud de la région d’étude indique un potentiel pour ce type de minéralisation. Des teneurs significatives en éléments des terres rares et en zirconium ont d’ailleurs été obtenues dans des échantillons prélevés aux affleurements 19-IL-3102 et 19-MV-1077.

Découverte de zones rouillées au sein des unités métasédimentaires

Les roches métasédimentaires migmatitisées du Complexe d’Erik Cove et de la Suite de Crony, respectivement dans les domaines lithotectoniques de Narsajuaq et de Kovik, renferment plusieurs zones rouillées décimétriques à décamétriques contenant jusqu’à 5 % de sulfures disséminés, dominés par la pyrite et la pyrrhotite avec des traces de chalcopyrite. Certaines de ces zones ont donnée des teneurs anomales ou significatives en cuivre, nickel, zinc, cobalt, molybdène et carbone graphitique.

Dans le Complexe d’Erik Cove, plusieurs de ces zones rouillées sont associées à la présence de minces lambeaux métamorphisés de formation de fer à silicates (quartz-grenat-clinopyroxène-magnétite). À l’affleurement 19-IL-3073, un échantillon prélevé dans l’une des nombreuses zones rouillées a donné une teneur anomale de 1290 ppm Cu. 

Dans la Suite de Crony, les zones rouillées sont plutôt caractérisées par la présence de paillettes millimétriques de graphite (<10 %) dans le paragneiss. Elles sont aussi couramment localisées le long de contacts lithologiques et associées à une silicification pervasive. Des teneurs anomales allant jusqu’à 790 ppm Cu (19-MV-1019) et 1,85 % Cg (19-IL-3132) ont été obtenues dans ce contexte.

Problématiques à aborder dans le cadre de futurs travaux

La cartographie des terrains granulitiques représente un défi au niveau de l’identification des protolites, des types de minéralisations et des relations stratigraphiques. Certaines roches de la région du Lac Sirmiq ont une minéralogie, des structures et un contexte géologique qui mènent à priori à des incongruités. C’est le cas de l’unité de formation de fer du Complexe d’Erik Cove, qui forme de minces lambeaux coincés dans des masses kilométriques de roche ignée telle l’enderbite de la Suite de Navvaataaq. L’origine des grenatites encaissées dans les roches mafiques du Complexe de Pingasualuit est aussi difficile à identifier. L’hypothèse retenue est celle d’un système hydrothermal de type IOCG. Certaines composantes demeurent manquantes telles des zones de bréchification hydrothermale et d’importants volumes de roche ayant une altération sodique et potassique.

Quant aux relations stratigraphiques, l’unité la plus problématique est le Complexe d’Erik Cove qui est composé de roches métasédimentaires migmatitisées. Un quartzite prélevé dans ce complexe contient, d’après les travaux de Parish (1989), à la fois des zircons détritiques dont l’âge est de 1830 Ma, et des zircons d’âge archéen ayant des surcroissances métamorphiques s’étant formées au Paléoprotérozoïque. Il indique donc que l’âge de dépôt est antérieur tout en mentionnant qu’à ~1830 Ma, cet échantillon est affecté par le métamorphisme régional au faciès des granulites. Ces résultats semblent discutables étant donné le court laps de temps entre le dépôt du sédiment et l’épisode de métamorphisme de haut grade. Il est plausible que des zircons détritiques aient été confondus avec des zircons d’origine métamorphique. Pour clarifier l’âge de dépôt des roches métasédimentaires, l’analyse des isotopes du soufre a été réalisée sur une dizaine d’échantillons (Bui et al., en préparation). Les résultats démontrent qu’au moins un échantillon a une signature isotopique du soufre témoignant d’un sédiment déposé à l’Archéen. Les autres sont non conclusifs. Les résultats d’analyse géochronologique d’un quartzite prélevé à l’été 2019 (à venir) devrait permettre de confirmer l’âge de dépôt archéen du Complexe d’Erik Cove et de produire un schéma stratigraphique pour le Domaine lithotectonique de Narsajuaq.

Sur le plan de la tectonique régionale, nos travaux révèlent que le Domaine lithotectonique de Narsajuaq présente plusieurs caractéristiques des orogènes dits chauds (Chardon et al., 2009; Fossen et al., 2017) : la présence de migmatitisation durant la déformation, un pic métamorphique estimé à près de 850 °C, une déformation ductile pénétrative et peu de variation spatiale de l’intensité métamorphique. La croûte moyenne composant ce type d’orogène est réputée avoir une viscosité faible et se comporter approximativement tel un fluide (Vanderhaeghe, 2009), empêchant l’empilement de nappes à la verticale par le biais de zones de cisaillement fortement focalisées. Le mode de déformation au sein des orogènes chauds correspond plutôt à de l’écoulement ductile à l’horizontale ou à la verticale (Beaumont et al., 2001; Chardon et al., 2009; Vanderhaeghe, 2009). Ainsi, le mouvement inverse observé dans la zone cartographiée est interprété comme un écoulement ductile en direction SSE au sein d’une croûte moyenne à inférieure. Quant au dôme structural de Routhier, il pourrait témoigner d’une instabilité due au contraste de flottabilité dans une croûte dépourvue d’une rigidité continue. Des travaux additionnels sont nécessaires pour valider ces interprétations et la relation entre les domaines de Narsajuaq et de Kovik, lesquels pourraient respectivement représenter les croûtes inférieure et moyenne de l’Orogène de l’Ungava.
 

Collaborateurs

Remerciements :

Ce Bulletin GéologiQUE est le fruit de la collaboration de nombreuses personnes qui ont activement pris part aux différentes étapes du projet. Nous tenons à remercier la géologue Julie Vallières, le candidat à la profession d’ingénieur Thierry-Karl Gélinas ainsi que les étudiants Ismaël Couture, Charles D’Amours et Félix-Jérôme Perron. Dans le cadre d’un projet de fin d’études, Philippe Delobel a fourni un apport important au sujet des zones minéralisées. Nous aimerions souligner l’excellent travail de la cuisinière Paméla Fournier, de l’infirmière Madeleine Bourassa et de l’homme de camp Richard Brunet. Le transport sur le terrain a été assuré par la compagnie Héli-Inter. Le pilote Michel Meunier et les mécaniciens Cynthia Nubien et Esteban Lezana ont accompli leur travail avec efficacité et professionnalisme.

Références

Publications du gouvernement du Québec

Autres publications