Un premier levé aéromagnétique (Webster, 1976) entraîne la découverte des zones minéralisées Douay Zone Principale en 1976 et Douay Ouest en 1990 par la compagnie INCO. Plusieurs levés géophysiques et forages réalisés par les compagnies INCO, Vior, Soquem, Cambior, Aurizon et Maple Gold Mines permettent de délimiter l’intrusion, d’en reconnaitre les différents faciès et d’identifier de nouvelles zones minéralisées (Douay – Zone Porphyre, Douay Zone Centrale, Douay NW, Douay Zone Nika, Douay Zone Nord, Douay Zone 20, Douay Zone 10, Douay-Zone 531, Douay-Zone 531-Est). Dans leur compilation du feuillet 32E09-200-0102, Chabot et al. (2003) indiquent que le Pluton de Douay est composé de syénite, de gabbro, de tonalite et de diorite.

L’essentiel de l’intrusion est composé de syénite (<5 % de quartz) et de syénite à quartz qui présentent cinq structures particulières (Chenard, 2014; Lewis et al., 2018; Bussières et al., 2018; El Rassi, 2019; Sokolov et Speidel, 2021, 2022), soit : 1) aphyrique; 2) porphyrique à phénocristaux de feldspath; 3) aplitique; 4) porphyrique à phénocristaux de quartz et de feldspath; et 5) pegmatitique.

1. La syénite aphyrique est équigranulaire, homogène et à grain grossier ou moyen. La roche est gris-rose ou beige rosé. Elle contient quelques rares phénocristaux de feldspath, jusqu’à 5 % de pyrite disséminée et des traces de fluorite. La séricitisation et la silicification sont généralement de faible intensité;
2. La syénite à phénocristaux de feldspath est rose à gris rougeâtre et à grain grossier. Quelques portions de ce faciès sont toutefois à grain moyen ou fin. Les phénocristaux de feldspath sont xénomorphes et de taille variable (30 à 60 %; 0,5 à 1 cm). Lorsque présents, les minéraux ferromagnésiens (clinopyroxène ou hornblende) ont une distribution irrégulière dans la roche et constituent des amas dont la taille peut atteindre 1,5 cm. L’altération en séricite apparaît sous forme intergranulaire et donne une couleur rose-beige à verdâtre à la syénite, tandis que l’épidotisation et la silicification sont diffuses. La pyrite et la fluorite sont disséminées (jusqu’à 1 %);
3. La syénite aplitique est grise à vert pâle, à grain fin ou aphanitique et présente une structure équigranulaire. L’altération en séricite est importante. La roche contient 1 à 2 % de pyrite disséminée;
4. La syénite à phénocristaux de feldspath et de quartz est gris verdâtre à gris sombre et à grain moyen. La matrice est essentiellement composée de feldspath et de quartz; elle peut localement inclure de l’amphibole et de la biotite. La chloritisation, la carbonatation et la silicification sont diffuses. Les microfractures sont remplies de quartz, carbonate, feldspath, épidote et pyrite;
5. La syénite pegmatitique apparaît dans quelques sections de la syénite aphyrique et se caractérise par la présence de feldspath potassique pouvant mesurer jusqu’à 5 cm.

Le Pluton de Douay comprend 20 % de gabbro généralement vert foncé, localement vert pâle, d’aspect massif et très homogène. La taille des cristaux varie entre 1 et 3 mm et leur agencement définit une structure ophitique. L’épaisseur des bordures figées atteint localement plusieurs mètres au contact avec les roches volcaniques mafiques du Groupe des Collines de Cartwright. À proximité des zones minéralisées, l’intensité de la carbonatation vient masquer la structure ophitique. Le gabbro est faiblement à fortement magnétique (Lewis et al., 2018). La zone de contact entre le gabbro et la syénite n’est pas nette et comprend un mélange de fragments provenant des deux unités, ce qui suggère une origine contemporaine (Chenard, 2014).

La diorite constitue un faciès mineur de l’intrusion observée dans quelques forages (Lulin et al., 1992; Chenard, 2014). Elle a une couleur variant de gris foncé à gris verdâtre tacheté de blanc avec une granulométrie moyenne à grossière, localement pegmatitique. La diorite est constituée de feldspath et de pyroxène en proportions égales; elle est faiblement à moyennement magnétique. 

Sokolov et Speidel (2022) définissent trois assemblages de minéraux d’altération distincts affectant le Pluton de Douay : 1) carbonate de fer ± séricite ± albite ± chlorite spatialement associés aux zones d’altération fragiles-ductiles; 2) feldspath potassique ± hématite ± carbonate dans les zones de fracture; et 3) albite ± fluorite ± quartz ± carbonate dans les zones microfissurées et lessivées.

La minéralisation aurifère apparaît sous forme native, mais accompagne également les sulfures disséminés (pyrite ± chalcopyrite ± molybdénite) dans la syénite ou dans des veinules de quartz (Carrier, 1995; Sokolov et Speidel, 2022). Elle est contrôlée par les différentes zones de dommage qui sont soulignées par les zones d’altération.