Granitoïdes et minéralisation filoniennes aurifères, Val d'Or, Abitibi :
Synthèse structurale et apport de la datation 40Ar/39Ar

Projet DIVEX-B SC34


Responsable du projet

Alain Tremblay, UQAM, courriel
Localisation

Carte géologique simplifiée de la région de Val d’Or, montrant les zones de déformation cisaillante de 1er, 2nd et 3ème ordre. Les gisements connus au sein du pluton de Bourlamaque sont localisés, ainsi que les minéralisations datées. BCM : Bloc composite de Malartic. BRG : Blake River Group. Modifié d’après Neumayr et al. (2000).

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

Ce projet a pour but d’améliorer la compréhension du cadre structural et temporel des minéralisations aurifères filoniennes dans la région de Val d’Or, et ce à travers deux principaux objectifs :

  1. Volet structural :
    le pluton de Bourlamaque (ca. 2700 Ma), objet géologique homogène et isotrope au regard de l’encaissant volcanosédimentaire, doit permettre d’étudier la déformation ductile et cassante en relation avec les minéralisations aurifères filoniennes afin de permettre une nouvelle lecture de l’évolution structurale du camp minier de Val d’Or. Cette approche part du principe que les gisements filoniens encaissés par le pluton de Bourlamaque et les failles qui les recoupent sont représentatifs de ce que l’on voit à plus grande échelle dans les districts miniers de Val d’Or et de Malartic.

  2. Volet géochronologique :
    le batholite (roche quartzo-feldspathique grenue à amphiboles et micas) et ses structures aurifères contiennent une proportion suffisante de minéraux – amphiboles, muscovite, biotite – pouvant faire l’objet de datations 40Ar/39Ar (Darling et al. 1985; Belkabir, 1990; Tessier, 1990) et afin de préciser l’âge de formation du batholite, de la déformation et des minéralisations aurifères ainsi que de la déformation ductile-fragile «tardive» recoupant cette minéralisation.

Méthodologie

  1. Finalisation de l'analyse structurale du gisement Lac Herbin :
    la cartographie souterraine et l’analyse structurale détaillée de la mine du Lac Herbin en tant que site d’étude privilégié permet entre autres de tester le rôle des dykes dans le contrôle de la mise en place des structures cisaillantes, tel que proposé par Belkabir et al. (1993).

  2. Synthèse des minéralisations filoniennes du pluton de Bourlamaque :
    Cette synthèse s'articule autour de :
    1. la visite des mines Beaufor et Beacon encaissées par le pluton (échantillonnage géochronologique, comparaisons géométriques);
    2. la cartographie d’affleurements de surface;
    3. la compilation des données disponibles (cartographie, forage, géochimie, etc.) sur l’ensemble des autres gisements aurifères du batholite de Bourlamaque.

  3. Datation 40Ar/39Ar :
    28 échantillons sont actuellement en cours de datation et viendront s’ajouter à la 30aine d’âges obtenus suite à la campagne de terrain 2008. Les échantillons sont répartis dans des faciès «frais» et cisaillés du pluton de Bourlamaque, sur le site des mines du Lac Herbin, de Beaufor et de Beacon, ainsi que sur des affleurements de surface. Le batholite et ses structures aurifères contiennent une proportion suffisante de minéraux – amphiboles, muscovite, biotite – pouvant faire l’objet de datations 40Ar/39Ar (Darling et al. 1985; Belkabir, 1990; Tessier, 1990) et donc permettant éventuellement de préciser l’âge de formation du batholite, de la déformation et des minéralisations aurifères, ainsi que des structures tardives qui les recoupent.

Résultats préléminaires

Analyse structurale du gisement du Lac Herbin

Comme pour 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 subverticaux ou à fort pendage; des dykes mafiques (aphanitiques ou porphyriques), fréquents, et des dykes felsiques (aplitiques ou pegmatitiques), plus rares. Les observations au Lac Herbin semblent confirmer que les dykes mafiques recoupent généralement les dykes felsiques (Belkabir 1990 ; Tessier 1990). Toutefois, un dyke felsique porphyrique cisaillé d’épaisseur métrique a été observé recoupant un dyke mafique. Bien que d’attitudes très variables, il semble se dessiner préférentiellement 2 familles, OSO-ENE et N-S, sans relation apparente avec la composition des dykes.

Structures minéraliséess

Les minéralisations sont encaissées dans 6 zones cisaillantes principales, à pendage généralement fort vers le sud et orientées E-O à OSO-ENE. Des structures synthétiques, peu minéralisées, se développent à partir de ces cisaillements principaux selon une orientation NO-SE. Il semble que le développement des structures minéralisées principales ne soit pas contrôlé par les dykes, comme en témoigne le découplage entre la zone HW et un dyke felsique porphyrique cisaillé au niveau 17. Par contre, les structures synthétiques secondaires semblent bien se développer au niveau de dykes mafiques, comme en témoignent les zones S2 et WE (cas de la jonction S2/S3).

Structures tardives

Plusieurs structures sont considérées comme tardives (post minéralisation) malgré le manque de recoupements clairs avec les zones minéralisées. Ont également été observées des failles discrètes avec gouge, globalement orientées NO-SE et NE-SO, qui décalent les minéralisations avec un jeu apparent respectivement dextre et senestre compatible avec une compression N-S.

Principales structures - gisement du Lac Herbin

Représentation schématique des principales structures du gisement du Lac Herbin projeté au niveau 25. Rouge : structures majeures minéralisées. Jaune : structures secondaires synthétiques aux zones minéralisées. Noir : Failles postminéralisation.
Structures détaillées - gisement du Lac Herbin

A) Découplage entre la structure minéralisée HW et un dyke felsique porphyrique (gisement du Lac Herbin). B) Rôle des dykes mafiques dans le développement des structures synthétiques (ici S2) à partir des structures majeures minéralisées (gisement du Lac Herbin).

Volet géochronologique

Le pluton de Bourlamaque offre donc la possibilité théorique de mesurer des âges isotopiques correspondant à la cristallisation de l’intrusion et à la déformation associée aux filons aurifères. Les résultats de datation 40Ar/39Ar sur micas blancs sont susceptibles de représenter une bonne approximation de l’âge du paroxysme du métamorphisme régional, au facies schistes verts. Les structures aurifères de la région de Val d’Or n’ont a priori pas été affectées par des évènements thermiques ou tectoniques postérieurs (Robert, 1994), hormis la présence locale de failles tardives essentiellement « sèches » (Vu et al., 1987; Belkabir, 1990; Tessier, 1990; Tremblay, 2001; Williamson, 2001) de bas grade métamorphique. Le signal géochronologique syn-minéralisation devrait donc avoir été préservé.

La campagne de datation de 2009, effectuée sur les échantillons prélevés en 2008, montre en première interprétation une histoire thermique des zones minéralisées déconnectée de l’histoire du refroidissement du pluton. Les amphiboles montrent des âges compatibles avec la cristallisation du pluton et des âges plus jeunes associés à un évènement perturbateur qui reste à préciser. Le fonctionnement des zones mylonitiques qui encaissent les minéralisations semble se poursuivre après la mise en place des veines de quartz aurifères. Au cours de l’été 2009, 45 échantillons de roches (19 au Lac Herbin, 2 à Beacon et 24 en surface sur le batholite de Bourlamaque) ont été recueillis pour compléter les données obtenues en 2008. Une analyse détaillée de l’ensemble des spectres d’âges sera nécessaire pour appréhender au mieux l’âge des minéralisations et des cisaillements associés.

Résultats préléminaires - datation

Résultats préliminaires issus de la campagne de datation effectuée en 2009. Les amphiboles proviennent de l’encaissant granodioritique tandis que les micas sont issus des zones de cisaillements et veines de quartz minéralisées associées.

Conclusions

Les travaux effectués sur la thématique du batholite de Bourlamaque depuis l’été 2009 ont permis de proposer une relecture du contrôle structural de certains gisements du pluton, avec la réactivation de structures préexistantes à fort pendage sud, à partir desquelles se développent un réseau de failles synthétiques vraisemblablement contrôlé par la présence de dykes mafiques et qui peuvent encaisser la minéralisation comme à Beaufor. Un réseau de failles tardives qui démembrent une partie des gisements encaissés par le pluton, avec un impact sur leurs géométries, témoigne de la nature polyphasée de la déformation régionale. 4 structures tardives appartenant à ce système sont répertoriées dans le batholite : (1) la faille Beaufor : une faille cassante recoupant le système aurifère filonien de la mine Beaufor (Tremblay, 2001), (2) la faille Beacon : une structure cassante recoupant les filons aurifères à quartztourmaline de la mine Beacon (Williamson, 2001), , (3) la zone «K» : une autre structure cassante recoupant les veines aurifères de la mine Siscoe (Sauvé et al., 1993), et (4) la faille Lac Herbin Sud : une faille similaire à celles sus-citées recoupant potentiellement en profondeur le système aurifère filonien de la mine Lac Herbin. Ces failles ont une présence régionale, comme le montre celles répertoriées dans le rapport de 2009 : cisaillements de Marbénite et de «Métanor», cisaillement de Dunraine qui recoupe le gisement de sulfures massifs de la mine Louvicourt. La combinaison des données structurales et des analyses isotopiques 40Ar/39Ar devrait nous permettre de réévaluer le contexte des minéralisations aurifères dans la région de Val d’Or.



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