Granitoïdes et minéralisation filoniennes aurifères, Val d'Or, Abitibi :
Synthèse structurale et apport de la datation 40Ar/39Ar
Projet DIVEX-B SC34
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Carte géologique simplifiée de la région de Val d’Or. La localisation des principaux gisements aurifères filoniens est indiquée par les points noirs. L’étoile noire marque le site de la mine du lac Herbin. Modifiée de Tremblay (2001). |
Introduction
Ce projet vise une synthèse structurale et géochronologique de la déformation et des gisements d’or filonien de la région de Val d’Or, avec un accent particulier sur les zones de cisaillement ductile et les failles recoupant le pluton de Bourlamaque. Dans les districts de Val d’Or et de Malartic, les âges U/Pb et 40Ar/39Ar mesurés dans divers gisements d’or filonien sont très variables (Powell et al., 1995), et leur interprétation quant à la formation des gisements et leurs relations avec la tectonique et le métamorphisme régional demeure controversée. Les données indiquent clairement que ce métamorphisme a culminé vers 2680-2660 Ma. Sur la base des âges isotopiques et de relations structurales exposées dans certaines mines, Robert (1994) a proposé l’existence de deux types de gisements d’or filonien : les gisements à veines de quartz-tourmaline et les gisements à veines de quartz-carbonates-chlorite. Ces derniers, recoupés par des dykes felsiques et ayant enregistré la déformation régionale, sont considérés comme «précoces» (>2696 Ma), alors que les gisements à veines de quartz-tourmaline, typiquement représentés par les mines encaissées par le pluton de Bourlamaque et préservés de la déformation régionale, sont décrits comme «tardifs» (<2680 Ma). Typiquement, les gisements filoniens à quartz-tourmaline sont encaissés par des zones de cisaillement ductile Est-Ouest, inverse vers le sud ou le nord, qui résultent d’épisodes d’hydrothermalisme et de déformation considérés comme contemporains de la zone tectonique de Cadillac (ZTC; Robert, 1994), une structure majeure issue de la déformation régionale (Daigneault et al., 2002).
Objectifs et méthodologie
Les deux rincipaux objectifs sont : (1) re-visiter l’évolution structurale du camp minier de Val d’Or, plus particulièrement celle du pluton de Bourlamaque (ca. 2700 Ma). Ce pluton forme un corps géologique isotrope qui devrait permettre d’étudier les phénomènes de localisation de la déformation ductile et cassante en relation avec la tectonique polyphasée et les gisements filonien. L’hypothèse de départ du volet structural du projet étant la suivante : les gisements filoniens encaissés par le pluton de Bourlamaque et les failles qui les recoupent sont le résultat du même évènement hydrothermal et des mêmes épisodes de déformation que ceux qui sont à l’origine de la formation et du démembrement de gisements similaires dans les districts miniers de Val d’Or et de Malartic. (2) La datation isotopique 40Ar/39Ar de faciès non-déformés et déformés du pluton de Bourlamaque. Ce dernier est constitué de granodiorite, une roche quartzo-feldspathique grenue à amphiboles et micas, des minéraux idéaux pour une étude thermo-chronologique 40Ar/39Ar. Nous croyons que le cadre structural et temporel des minéralisations aurifères sera mieux préservé au sein du pluton du fait de sa grande homogénéité lithologique et, par conséquent, de l’absence d’un fractionnement de la déformation induit par les anisotropies lithologiques caractérisant les unités volcano-sédimentaires adjacentes à l’intrusion. L’échantillonnage de différents faciès structuraux devrait permettre d’obtenir des âges 40Ar/39Ar correspondant à la cristallisation, à la déformation ductile contemporaine des filons aurifères, et à la déformation ductile-fragile «tardive» recoupant cette minéralisation (Tremblay, 2001).
Les activités suivantes ont été amorcées durant l'été 2008 et se poursuivront en 2009-2010 :
- Analyse structurale du gisement de Lac Herbin et synthèse des minéralisations filoniennes du pluton de Bourlamaque
L’approche méthodologique implique : - la cartographie souterraine et une analyse structurale détaillée dela mine du Lac Herbin
- la compilation des données (cartographie, forage, géochimie, etc.) sur les autres gisements du batholite
- la cartographie de surface de secteurs ciblés au sein du pluton
- la visite de certaines autres mines pour échantillonnage géochronologique et comparaisons géométriques
- Analyse structuralee et métallogéniquee de la propriété Dunraine
Le cisaillement de Dunraine souligne une faille de décrochement dextre appartenant aux structures «tardives» de la région de Val d'Or (Tourigny et al., 1998; Daigneault, 1996) et semble associée à la transposition de minéralisations sulfurées et à la formation de filons aurifères. La faille Dunraine tronque le gisement de la mine Louvicourt et présente donc un intérêt métallogénique significatif dans la région de Val d’Or. - Datation 40Ar/39Ar
L’acquisition d’environ 40 à 50 analyses isotopiques, réparties dans des faciès «frais» et cisaillés du pluton de Bourlamaque, sur le site des mines du Lac Herbin, de Beaufor et de Beacon, est prévue sur une période de deux ans. La datation de certains corridors de déformation régionale (i.e. la faille de Dunraine et les cisaillements de Manitou et de Marbénite) a aussi été planifiée. - Analyse structurale et microstructurale régionale – déformation transpressive ou séquentielle?
Cet aspect du projet consiste à re-visiter des affleurements-clés, considérés comme représentatifs de la tectonique chevauchante et/ou décrochante du camp minier, et d’en réaliser une caractérisation métamorphique et micro-/macrostructurale, afin d’évaluer la cohérence des observations et des données structurales avec les modèles théoriques de déformation transpressive.
Résultats préléminaires
Volet structural
Analyse structurale du gisement du Lac Herbin
Comme les autres mines d’or filonien encaissées par le pluton de Bourlamaque, la granodiorite formant la lithologie principale de la mine du lac Herbin est recoupée par différents types de dykes; des dykes mafiques (aphanitiques ou porphyriques) et des dykes felsiques (aplitiques ou pegmatitiques). Ces dykes ne montrent pas de relation de recoupement mutuel à la mine du Lac Herbin mais certaines études ont suggéré que les dykes mafiques sont plus abondants et recoupent généralement les dykes felsiques (Belkabir 1990 ; Tessier 1990). Au lac Herbin, les dykes mafiques et felsiques forment 2 familles d’orientation, OSO-ENE avec un fort pendage fort vers le NNO, et Nord-Sud avec un pendage fort vers l’Ouest. À priori, il n’existe pas de corrélation entre l’orientation et la composition des dykes, bien que les dykes felsiques semblent préférentiellement orientés OSO-ENE.
Les zones de cisaillement ductile, porteuses de la minéralisation aurifère du gisement du lac Herbin, sont connues sous les noms de zones HANGING-WALL (HW1, 2, et 3), BONANZA, WEST-EAST (WE), S1, S2, S3 et S4, et forment un motif anastomosé. De façon générale, les cisaillements de la mine du Lac Herbin se divisent donc en 2 familles d’orientation, OSO-ENE et NO-SE. Ces 2 directions de cisaillement découpent le gisement en blocs de section horizontale losangique.
Plan composite des niveaux 25 et 29 de la mine du lac Herbin. Les projections stéréographiques montrent l’orientation des zones de cisaillement ductile et la plongée des linéations et des stries visibles sur les plans de cisaillement.
Nous considérons comme structures «tardives» toutes les failles qui recoupent les zones de cisaillement. À première vue, ces failles tardives semblent plutôt dispersées dans le gisement du lac Herbin, mais il se dégage 2 familles principales, Est-Ouest et Nord-Sud. Les failles des deux familles sont porteuses de stries et de linéations suggérant une composante de déformation en décrochement dextre. Bien que ces failles tardives ne semblent pas associées à un déplacement latéral important des zones minéralisées, elles exercent cependant localement un contrôle sur l’épaisseur des veines aurifères dans certains chantiers de la mine du lac Herbin (Lemarchand, 2009).
Le cisaillement de Dunraine
Sur la propriété, le cisaillement de Dunraine forme une structure sub-verticale ENE-OSO recoupant les roches de la Formation de Val d’Or qui, dans ce secteur, est constituée de laves feldspathiques porphyriques de composition intermédiaire (andésitique à dacitique), de tufs intermédiaires à lapillis et de brèches felsiques tuffacées. Des niveaux d’hexalites (?) pyriteuses et rougeâtres, avec séricite et quartz, sont localement visibles en bordure des sections minéralisées. Au Sud, cette séquences volcano-sédimentaire est recoupée par une intrusion syn-volcanique connue sous le nom de Sill de Dunraine.
Carte géologique détaillé du décapage D3 sur la propriété Dunraine de la Corporation minière Alexis.
La schistosité régionale (S1) est orientée N245º à N260º et inclinée de 75º à 90º vers le Nord. Deux générations de linéations ont été observées sur cette schistosité. La linéation L1 est fortement plongeante et cohérente avec une compression orogénique orientée Nord-Sud associée à la formation de failles inverses à vergence Nord. L2 est une linéation sub-horizontale plutôt discrète, geant de 10º à 40º vers l’Ouest, qui semble associée à un évènement tardif de déformation en décrochement dextre.
La minéralisation sulfurée est soulignée par un mince (1-10 mètres) mais latéralement étendue (plus de 2 km) horizon de veines/veinules de pyrite (Py) et chalcopyrite (Cpy) avec ± sphalérite, encaissées par les tufs à lapillis. Les veines et les veinules varient de quelques mm à plus de 30 cm d’épaisseur et s’étendent parfois sur plusieurs mètres. Les veines/veinules de sulfures sont transposées dans la schistosité. La présence de déformations au sein des minéraux sulfurés indique que la minéralisation est précoce, probablement d’origine syn-volcanique.
Tectonique régionale et transpression : le cisaillement de Marbénite
Un nouveau décapage de près de 300 mètres de longueur sur la propriété Camflo-Ouest de Niogold expose une zone de cisaillement soulignée par un important corridor de déformation non-coaxiale développée dans une séquence de roches ultramafiques et mafiques fortement altérées de la Formation de Jacola.
Carte géologique détaillée d’une partie du décapage de la Corporation minière Niogold sur la propriété Camflo-Ouest, dans le secteur de Dubuisson. La zone de cisaillement de Marbénite est restreinte au segment Nord. Le segment Sud expose des roches appartenant à la Formation de Héva.
les linéations et stries de glissement visibles dans les basaltes de la Formation de Héva, affleurant au sud du cisaillement, sont fortement plongeantes et reprises par un étirement sub-horizontal dans la zone de cisaillement. Ces relations suggèrent l’existence d’une phase de déformation compressive D1 antérieure à un épisode de déformation D2 en décrochement dextre. La cinématique dextre de la déformation D2 est confirmée par les plis d’entraînement dextre, les structures S-C-C' et le boudinage asymétrique des roches à carbonates-quartz-tourmaline. Deux épisodes de déformation semblent donc présents dans ce secteur; (1) une déformation régionale (?) qui se manifeste en une large zone de cisaillement non-coaxial dextre, et (2) une phase de déformation compressive précoce (?), contemporaine d’une altération à carbonates et associée à la formation de failles inverses et de veines de quartz-tourmaline dans la Formation de Héva.
Volet géochronologique
Les granitoïdes du pluton de Bourlamaque forment une masse intrusive isotrope de roches grenues à amphiboles et micas. Ce matériau est idéal pour une étude isotopique 40Ar/39Ar sur minéraux séparés (amphiboles et micas) parce qu’il offre la possibilité théorique de mesurer des âges isotopiques correspondant à la cristallisation de l’intrusion, à la déformation associée aux filons aurifères et à la déformation «tardive» recoupant ces filons.
Au cours de l’été 2008, 54 échantillons de roches ont donc été recueillis pour une datation 40Ar/39Ar éventuelle au cours du projet. Vingt-huit de ces échantillons sont en cours d’analyse: 15 de ces échantillons proviennent de la mine du Lac Herbin, 5 de la mine Beaufor, 2 de la mine Beacon, et 6 ont été recueillis sur des affleurements de surface des cisaillements de Dunraine, de Manitou et de Marbénite.
Références
Belkabir, A., 1990. Géologie du gisement filonien d'or Dumont et géochimie de ses épontes altérées, Val-d'Or, Québec. Université de Montréal, Mémoire de Maîtrise.
Daigneault, R., 1996. Couloirs de déformation de la sous-province de l'Abitibi. Ministère des Ressources Naturelles MM 91-03, 114 pages.
Daigneault, R., Mueller, W. U. & Chown, E. H., 2002. Oblique archean subduction: accretion and exhumation of an oceanic arc during dextral transpression, Southern Volvanic Zone, Abitibi Subprovince Canada. Precambrian Research 115: 261 - 290.
Lemarchand, J., 2009. Cartographie de la mine du lac Herbin – Été 2008. Rapport préliminaire pour le compte de la Corporation minière Alexis, 17 pages.
Powell, W. G., Hodgson, C. J., Hanes, J. A., Carmichael, D. M., McBride, S. & Farrar, E., 1995. 40Ar/39Ar geochronological evidence for multiple postmetamorphic hydrothermal events focused along faults in the southern Abitibi greenstone belt. Canadian Journal of Earth Sciences 32: 768 - 786.
Robert, F., 1994. Vein fields in gold districts: the exemple of Val d'Or, southeastern Abitibi subprovince, Québec. Geological Survey of Canada Paper 94-1C: 295-302.
Tessier, A., 1990. Structural evolution and host rock dilation during emplacement of gold-quartz vein at the Perron deposit, Val-d'Or, Québec. Queen's University, M. Sc. Thesis, 242p.
Tourigny, G., Mueller, W., & Moorhead, J., 1998. Caractéristiques lithologiques et structurales de la Formation de Val-d’Or: une étude préliminaire: Ministère des Ressources Naturelles, Québec, MB 89-01, 18 p.
Tremblay, A., 2001. Postmineralization faults in the Beaufor gold deposit, Abitibi Greenstone Belt, Canada: geometry, origin, and tectonic implications for the Val d'Or mining district. Economic Geology 96: 509 – 524.
