Le Pluton de Flavrian est d’abord cartographié par la Commission géologique du Canada dans la région du lac Flavrian (feuillet SQRC 32D06-200-0102) et inclus parmi les intrusions de granite, granodiorite et roches associées (Cooke et al., 1931), de granite et granodiorite (James et al., 1933), puis de granite, syénite, granodiorite et roches associées (CGC, 1936). Par la suite, le pluton est cartographié dans les cantons de Duprat et de Beauchastel comme étant constitué principalement de granite ou de granite à albite (Robinson, 1943, 1950a-b; L’espérance, 1951, 1952; Dugas et al., 1956, 1961; Dugas et Hogg, 1959, 1960; Dugas, 1965). Il comprend également des lithologies secondaires, dont du granite amphibolitisé (Robinson, 1950b; L’espérance, 1952; Dugas et Hogg, 1959), du granite hybride et une brèche granitique (L’espérance, 1952), de la granodiorite et de la syénite (Dugas et al., 1956; Dugas 1965) ainsi que de la diorite et de la diorite quartzifère, communément sous la forme de petits dykes (Robinson, 1943; Dugas et Hogg, 1959, 1960; Dugas et al., 1961). Goodwin (1980) le classe simplement parmi les intrusions de granite, granodiorite, diorite quartzifère et porphyre quartzo-feldspathique.

Le nom officiel apparaît dans les travaux de Goldie (1973) en référence au lac Flavrian situé dans la partie SW du feuillet 32D06-200-0102. Goldie (1973, 1976, 1978) distingue alors différentes lithologies au sein du Pluton de Flavrian (voir le tableau ci-dessous), mais ne distingue pas ces lithologies de celles du Pluton de Powell situé juste au sud. Le Pluton de Flavrian est rapidement associé au volcanisme du Groupe de Blake River et aux minéralisations de type sulfures massifs volcanogènes (SMV) de la région de Rouyn-Noranda; il est le sujet de plusieurs études détaillées (p. ex. Goldie, 1973, 1976, 1978; Paradis, 1984; Kennedy, 1985; Paradis et al., 1988; Galley, 1998; Richard, 1998). Deux phases de magmatisme sont généralement observées pour les lithologies du pluton, excepté dans les travaux de Mercier-Langevin et al. (2011) où trois phases sont répertoriées (voir le tableau ci-dessous). Par ailleurs, la Brèche de Saint-Jude est communément incluse dans le Pluton de Flavrian. Cette dernière est individualisée dans les travaux de compilation de Beausoleil et Patry (2004), alors que le Pluton de Favrian est subdivisé en cinq unités informelles en fonction des différentes lithologies et phases décrites dans les travaux antérieurs. Il est bon de noter que Goutier et al. (2003) avaient associé la partie sud de l’intrusion (feuillet 32D03-200-0202) au Pluton de Powell, mais ce découpage n’a pas été retenu. 

Le Pluton de Flavrian est une unité composite comprenant une série d’intrusions de texture et de composition variables (p. ex. Goldie, 1973, 1976, 1978; Rive, 1994; Richard, 1998; Mercier-Langevin et al., 2011). Par ordre de mise en place, il comprend les unités suivantes : la diorite quartzifère précoce (« de Méritens »; unité nAflv1), la tonalite massive ou hétérogène et la tonalite à enclaves de diorite quartzifère (unité nAflv2), la trondhjémite précoce (unité nAflv3), la diorite tardive (« d’Eldrich »; unité nAflv4) et la trondhjémite tardive (unité nAflv5).

D’un point de vue géochimique, les roches du Pluton de Flavrian se trouvent principalement dans le champ des tonalites (Richard, 1998). Elles chevauchent les domaines tholéiitique et calco-alcalin sur un diagramme AFM, mais l’enrichissement en Na₂O des trondhjémites est probablement dû, au moins en partie, à du métasomatisme sodique (Paradis et al., 1988). Par ailleurs, le diagramme Al₂O₃ vs Yb indique un environnement océanique pour le Pluton de Flavrian.

Le Pluton synvolcanique de Flavrian est l’hôte de plusieurs minéralisations aurifères associées au camps central nord et sud de Noranda (Mercier-Langevin et al., 2011). Il représente l’intrusion centrale de la caldera de New Senator et le « moteur » hydrothermal des minéralisations de type SMV (Galley, 2003; Mercier-Langevin et al., 2011; Mueller et al., 2012).

Pluton de Flavrian 1 (nAflv1) : Diorite quartzifère précoce

L’unité nAflv1 est constituée de diorite quartzifère précoce, également connue sous le nom informel de « diorite de Méritens » d’après le lac Méritens (feuillet 32D06-200-0102) qui constitue la localité type de cette unité (Goldie, 1973, 1976; Kennedy, 1985; Rive, 1994; Richard, 1998; Beausoleil et Patry, 2004; Mercier-Langevin et al., 2011). Il s’agit de l’unité la plus mafique et la moins abondante du Pluton de Flavrian. La diorite quartzifère est étroitement associée à la tonalite (nAflv2) et les contacts sont nets ou progressifs (Goldie, 1973, 1976; Rive, 1994; Richard, 1998). La roche est verte en cassure fraiche, à patine d’altération poivre et sel verdâtre à vert grisâtre à brune, à grain moyen, équigranulaire et subophitique à ophitique (Rive, 1994; Richard, 1998). La structure est massive et l’homogénéité n’est respectée que sur quelques mètres, car la diorite quartzifère passe progressivement à des zones hybrides de tonalite (nAflv2) contenant des fragments subanguleux à arrondis de diorite de 10 à 25 cm de longueur.

En lame mince, à part le quartz, aucun minéral primaire n’est observé (Rive, 1994; Richard, 1998). La roche est principalement composée de plagioclase (An₂₆), de hornblende et d’épidote. Les minéraux accessoires sont la chlorite, l’ilménite, le quartz et la calcite; l’apatite et le zircon sont rares. La texture subophitique commune est caractérisée par des lattes de plagioclase (≤2 mm de longueur) variablement altéré en épidote, séricite et chlorite formant la structure (60 %) d’une matrice composée de hornblende (35 %), de quartz xénomorphe (5 %) et de chlorite en proportion mineure (Richard, 1998). La matrice est communément remplacée par un assemblage secondaire à quartz-séricite-carbonate. Localement, la diorite quartzifère peut montrer des textures communes à la tonalite (nAflv2), dont l’apparition de phénocristaux et glomérophénocristaux de quartz, une tendance vers un habitus aciculaire de l’amphibole et la formation d’agrégats équidimensionnels à allongés de minéraux ferromagnésiens (Goldie, 1973, 1976; Richard, 1998).

Pluton de Flavrian 2 (nAflv2) : Tonalite massive ou hétérogène et tonalite à enclaves de diorite quartzifère

L’unité nAflv2 est formée de tonalite massive ou hétérogène et de tonalite à enclaves de diorite quartzifère provenant de l’unité nAflv1 (Goldie, 1973, 1976; Kennedy, 1985; Péloquin et al., 1989; Rive, 1994; Richard, 1998; Beausoleil et Patry, 2004; Mercier-Langevin et al., 2011). Elle est distribuée partout dans le Pluton de Flavrian, excepté dans la trondhjémite tardive (nAflv5), sous la forme d’enclaves ou de petits affleurements incorporés dans les autres phases (Richard, 1998). L’occurrence la plus importante, de ~5 km de longueur selon une orientation NE-SW, est associée à la diorite quartzifère précoce (nAflv1) et à des roches hybrides. La tonalite est vert gris en cassure fraiche, gris vert pâle à gris brunâtre en patine d’altération et à grain moyen (3 à 7 mm) (Rive, 1994; Richard, 1998). Elle est principalement composée de plagioclase (oligoclase et albite; 40 à 60 %), de quartz (10 à 40 %) et d’amphibole (hornblende et actinote; 15 à 30 %). Les minéraux accessoires sont la chlorite, l’épidote, la stilpnomélane, la calcite et les minéraux opaques (ilménite, magnétite, pyrite et hématite). La titanite, le leucoxène, l’apatite et le zircon sont présents en traces. L’oligoclase apparaît en cristaux automorphes à subautomorphes obscurcis par des grains d’épidote très fins, communément zonés, avec un cœur plus calcique par rapport aux bordures. Par endroits, la zonation est inverse avec un cœur plus sodique séparé de la bordure plus calcique par une fine zone d’inclusions d’épidote et de chlorite qui s’explique par un enrichissement en calcium après une albitisation de l’oligoclase, suite au métamorphisme thermal dû à l’intrusion de la diorite tardive (nAflv4). Le quartz, plus abondant dans la tonalite hétérogène, se présente en cristaux xénomorphes interstitiels, régulièrement disséminés. L’amphibole se présente en cristaux aciculaires ou arrondis. L’actinote remplace la hornblende et est communément partiellement remplacée par la chlorite et l’épidote. La stilpnomélane et les minéraux opaques (magnétite) remplacent l’amphibole localement.

La tonalite présente une variété de textures qui ont été attribuées soit à du mélange de magma (Goldie, 1978), soit aux effets combinés de l’injection de la trondhjémite précoce (nAflv3) dans la diorite quartzifère (nAflv1) et de l’altération hydrothermale superposée (Kennedy, 1985). Deux principaux types de tonalite sont observés en fonction de leur texture : la tonalite massive et la tonalite hétérogène ou les roches hybrides (Rive, 1994; Richard, 1998). Une texture dominante passe graduellement à une autre texture sur une courte distance. La tonalite massive est caractérisée par la présence d’agrégats de cristaux d’amphibole de ≤4 cm de longueur, de stilpnomélane et de chlorite; elle peut être homogène ou tachetée. D’autres amas de plagioclase, d’amphibole et de minéraux opaques peuvent être observés. La tonalite hétérogène est très similaire aux roches hybrides qui constituent une phase mineure de transition entre la tonalite et la trondhjémite précoce (nAflv3) (Goldie, 1973, 1976; Richard, 1998). Ces roches contiennent des enclaves arrondies à lobées de diorite quartzifère (nAflv1) dans une matrice de tonalite. Certaines des enclaves sont en contact progressif avec la matrice tonalitique et les caractéristiques hybrides peuvent être présentes autant dans les enclaves que dans la matrice. Ces caractéristiques incluent la présence de phénocristaux et de glomérophénocristaux de quartz, un halo felsique (quartz et albite) ≤4 mm de largeur au pourtour des enclaves, des amphiboles et de l’apatite aciculaires, des intercroissances granophyriques de quartz et d’albite en bordure des grains de quartz (≤4 mm de diamètre) ainsi qu’une granulométrie variable.

Pluton de Flavrian 3 (nAflv3) : Trondhjémite à albite, précoce

L’unité principale du Pluton de Flavrian (nAflv3) consiste en trondhjémite à albite précoce (Goldie, 1973, 1976; Kennedy, 1985; Péloquin et al., 1989; Rive, 1994; Richard, 1998; Beausoleil et Patry, 2004; Mercier-Langevin et al., 2011). La roche est vert grisâtre en cassure fraiche et présente une patine d’altération blanche caractéristique avec des cavités abondantes et des zones et/ou des veines d’épidote (Rive, 1994; Richard, 1998). La patine peut également arborer une teinte rose probablement due à l’oxydation en surface de la magnétite en hématite (Richard, 1998). La structure est tantôt massive, tantôt foliée (Rive, 1994). La texture est très variable, soit hypidiomorphe à grain moyen à grossier (jusqu’à 8 mm), soit granophyrique à grain fin (1 mm). Ces textures sont les plus communes et peuvent passer de l’une à l’autre progressivement ou brutalement, et ceci à l’échelle de l’affleurement, voire de la lame mince (Rive, 1994; Richard, 1998). Dans la roche granophyrique, des phases massives, sphérulitiques ou porphyriques (quartz ou plagioclase ou les deux) peuvent être observées (Goldie, 1973, 1976; Rive, 1994; Richard, 1998). Il y a également présence de rares poches ou lentilles de pegmatite à quartz-albite dans les variétés granophyriques (Rive, 1994; Richard, 1998). La roche est principalement composée de quartz et d’albite (An₂) subautomorphe à automorphe (>95 % de la roche). Les minéraux accessoires sont l’épidote (± hornblende/actinote), la chlorite, l’albanite, la magnétite, l’ilménite ou l’hématite, la stilpnomélane, le zircon, le leucoxène et l’apatite.

La trondhjémite précoce est généralement altérée et contient communément des cavités microlitiques à chlorite-quartz à contours irréguliers, à épidote-quartz en bordure de l’intrusion, correspondant à de petits amas de ~8 cm de quartz-épidote avec un cœur d’épidote aciculaire et, localement, à cœur de hornblende entourée d’actinote, le tout enrobé dans une masse de phlogopite (Rive, 1994; Richard, 1998). Le plagioclase est généralement légèrement à intensément altéré et remplacé par de l’épidote, de la séricite et de la chlorite. L’épidote, la chlorite, la stilpnomélane et la magnétite sont également des produits d’altération de l’actinote. L’hématite apparaît en minces veinules ou forme les bordures des grains de sulfure et de magnétite.

Pluton de Flavrian 5 (nAflv5) : Trondhjémite à oligoclase, tardive

La trondhjémite à oligoclase, tardive, occupe la partie centrale du Pluton de Flavrian (~30 % de la superficie du pluton; Rive, 1994; Richard, 1998). Elle est grise en cassure fraiche, blanche à beige en patine d’altération, à grain moyen (2 à 6 mm) et caractérisée par une texture équigranulaire grossière avec tendance du plagioclase à l’automorphisme. Quelques variations de texture, allant de granophyrique, sphérulitique à porphyrique, sont observées localement (Rive, 1994). Des enclaves mafiques de forme irrégulière ou à contours arrondis de 2 à 8 cm sont communes (≤20 %), particulièrement abondantes dans la partie SW de l’unité (Rive, 1994; Richard, 1998). La roche est principalement composée de quartz (40 à 50 %), de plagioclase (45 à 50 %) et de biotite ou d’amphibole (actinote, ≤10 %). Le plagioclase se présente en lattes automorphes à subautomorphes (≤4 mm), zonées, avec un cœur d’oligoclase (An₁₀ à An₃₀) et une bordure plus albitique (An₅), relativement plus claire. L’albite et le feldspath potassique remplacent l’oligoclase le long des fractures et en bordure des cristaux. L’altération du plagioclase se traduit par la présence de fins granules d’épidote et de petits flocons de séricite, surtout dans la partie centrale des grains. Le quartz xénomorphe (≤4 mm de diamètre) se présente communément entre les lattes de plagioclase. Les minéraux accessoires sont l’épidote, la chlorite, la magnétite, l’ilménite, la stilpnomélane, le zircon, le leucoxène et le sphène. Une bordure de hornblende et stilpnomélane de 2 mm de largeur entoure généralement les enclaves mafiques (Richard, 1998).