Dans les années 50, plusieurs travaux de prospection ont été réalisés dans la région de Girardville. En 1956, Lyndvue Mines a rapporté la présence d'associations entre de la vermiculite et des minéraux riches en Ti et en Nb (Grenier, 1956; Bergmann, 1957). Ces découvertes ont motivé des travaux d'exploration de plus grande ampleur pour ces éléments. Les rapports de l'époque indiquent de nombreuses occurrences de cristaux d'ilménite de grande taille (localement ≥15 cm), d’ægyrine (≤7,5 cm de long), de feldspath rose, d'apatite et de rutile. Plusieurs zones minéralisées en Nb ont également été identifiées grâce à des analyses d’échantillons de rutile et d'ilménite (jusqu’à 37 000 ppm Nb; Bergmann, 1957). Cette campagne n'a toutefois pas donné de résultats concluants et les travaux ont été abandonnés en 1961. En raison de la localisation imprécise des travaux, aucune association n’a pu être établie entre les enrichissements en Nb et la présence de la carbonatite. 

La Carbonatite de Girardville a été découverte en 2002, mais son identification formelle n’a été établie que plus tard par Dupuis et David (2013), qui présentent également une synthèse des travaux ayant conduit à cette découverte. La Carbonatite de Girardville a ensuite été cartographiée par le Ministère dans le cadre des travaux de cartographie géologique de la région de Girardville et du lac Blondelas (feuillets 32H02 et 32H07; Moukhsil et El Bourki, 2021), dans la région du Saguenay–Lac-Saint-Jean. Elle a aussi fait l'objet d'une étude de maîtrise (Saint-Laurent, 2024), qui a permis de mieux caractériser la pétrographie et la géochimie de la carbonatite, ainsi que de documenter d’autres intrusions alcalines et carbonatitiques dans la région.

La Carbonatite de Girardville tire son nom de la municipalité du même nom, localisée à ∼4 km au sud.

La Carbonatite de Girardville est un corps intrusif hétérogène, de type dyke, au sein du Pluton de Johnny. Elle présente une largeur de ∼5 à 10 m et s’étend sur >50 m de longueur. Elle montre une orientation comprise entre 350° et 10° ainsi qu'un pendage variant de 64° à 67°.

Carbonatite de Girardville (nPgir) : Carbonatite

La Carbonatite de Girardville est principalement composée d’une matrice de calcite (>90 %) et de ferrodolomite (≤10 %), à grain fin à moyen, beige à beige orangé, qui peut prendre localement une teinte plus rougeâtre en raison de la présence d’oxydes disséminés de Fe et/ou de Ti de taille submillimétrique. Les autres phases minérales accessoires (<1 à 2 % du total de la roche) identifiées sont : la strontianite, la baryte, le rutile, l’apatite, l'ilménite, la monazite, le pyrochlore, la fluorite, la colombite ainsi que des carbonates de terres rares. Ces minéraux peuvent toutefois être dispersés de manière hétérogène.

À l'intérieur de la carbonatite, on observe des xénolites de composition syénitique riches en albite ainsi que des xénocristaux de feldspath potassique. Ces xénolites et xénocristaux sont principalement concentrés près des contacts avec la roche encaissante. Des xénolites et des xénocristaux de plus petite taille peuvent toutefois être observés dans la carbonatite, soit dispersés, soit localement concentrés en fonction de la disposition des structures fluidales.

Les xénolites de composition syénitique présentent des teintes grises variées. Ceux-ci montrent une grande variabilité morphologique, avec des formes allant de subarrondies à allongées, et des tailles comprises entre quelques centimètres et près d’un mètre. Ils sont principalement composés d’albite (75 à 90 %) et de biotite (10 à 25 %). Dans ces enclaves, on note aussi des oxydes non identifiés, de l’apatite, quelques zircons, de la titanite ainsi que de la calcite.

Les xénocristaux de feldspath potassique ont été incorporés dans la carbonatite à la suite du démembrement de dykes de pegmatite à feldspath potassique. Ces dykes sont observables sur les affleurements 21-CS-02 et 21-CS-03. Les cristaux de feldspath présentent une teinte beige à rosée. Leur taille varie généralement de quelques centimètres à >25 cm. Les cristaux sont généralement intacts, mais peuvent être fragmentés par endroits.

Les xénolites et xénocristaux sont également associés à de grands amas de biotite (jusqu’à 30 % par endroits), localisés principalement entre les différentes enclaves ou formant des couronnes autour de celles-ci. La biotite forme généralement des livrets de phénocristaux pouvant atteindre 20 cm de largeur sur des empilements de >30 cm. Des amas pluricentimétriques d’apatite (jusqu’à 15 % par endroits) sont également présents à travers les enclaves de syénite et de feldspath potassique et les accumulations de biotite.

On observe également des xénocristaux d'ilménite. Ceux-ci présentent des tailles variables, allant de quelques centimètres à plusieurs dizaines de centimètres. Le plus gros cristal découvert à cette localité mesure 52 cm sur 45 cm sur 15 cm. Les xénocristaux d'ilménite sont dispersés de manière plus aléatoire dans la carbonatite. Ils seraient également issus du démembrement de dykes de pegmatite à feldspath potassique.

La Carbonatite de Girardville est encaissée dans le granite à feldspath alcalin du Pluton de Johnny. Au contact de la carbonatite, une bande de granite est fortement fénitisée sur une épaisseur minimale de 10 cm, et pouvant atteindre jusqu’à 1 m. Cette zone de fénitisation se distingue par une teinte verdâtre très prononcée, associée au remplacement quasi complet du quartz et de la biotite, ainsi que d’une partie du feldspath potassique par de l’ægyrine. On observe également un remplacement du feldspath potassique par de l’albite.

La Carbonatite de Girardville est d'intérêt économique pour le niobium et les éléments de terres rares (ETR). Les teneurs observées peuvent atteindre jusqu'à 431 ppm Nb et 2495 ppm ETR totales (Saint-Laurent, 2024). Les teneurs en Nb sont associées à la présence de pyrochlore, alors que les teneurs en ETR sont associées à la présence d’apatite et de carbonates de terres rares.

 

Les analyses des xénocristaux d'ilménite révèlent également des teneurs élevées en niobium, variant entre 4740 et 5500 ppm Nb (Saint-Laurent, 2024). Ces concentrations en Nb s’expliqueraient par la présence de micro-inclusions de divers oxydes riches en Nb tels que la colombite, l'ilménorutile, la lueshite et l'aeschynite.