Caractérisation des roches encaissantes du dépôt de Fe-Ti

CARACTÉRISATION DES ROCHES ENCAISSANTES DU DÉPÔT DE FE-TI-P DE LA
ZONE PAUL, SECTEUR DU LAC À PAUL, SUITE ANORTHOSITIQUE DU LAC-SAINT-
JEAN, QUÉBEC, CANADA
Par :
Jean-Philippe Arguin
Mémoire présenté dans le cadre du cours :
Projet de fin d’études
(6 GLG 604)
Université du Québec à Chicoutimi
Décembre 2012

Caractérisation des roches encaissantes du dépôt de Fe-Ti-P de la Zone Paul
Mémoire de PFE : Jean-Philippe Arguin Page ii
Table des matières
Liste des figures .............................................................................................................................. iv
Liste des tableaux ............................................................................................................................ v
Résumé ........................................................................................................................................... vi
Remerciements .............................................................................................................................. vii
Liste des abréviations et des symboles ......................................................................................... viii
1 – Introduction ............................................................................................................................... 1
2 – Problématique ............................................................................................................................ 1
3 – Localisation ............................................................................................................................... 1
4 – Géologie .................................................................................................................................... 2
4.1 – Géologie régionale.............................................................................................................. 2
4.2 – Géologie de la propriété du Lac à Paul............................................................................... 3
5 – Méthodologie ............................................................................................................................. 5
5.1 – Descriptions pétrographiques ............................................................................................. 5
5.1.1 – Descriptions mégascopiques ....................................................................................... 5
5.1.2 – Descriptions microscopiques ....................................................................................... 5
5.1.3 – Classification des échantillons..................................................................................... 5
5.2 – Cartographie à la microfluorescence-X (XRF) .................................................................. 6
6 – Descriptions pétrographiques .................................................................................................... 8
6.1 – Les roches anorthositiques : leucotroctolites, leuconorites, norite et gabbros à amphibole 8
6.1.1 – Les textures des roches anorthositiques ....................................................................... 8
6.1.3 – Leucotroctolites ......................................................................................................... 12
6.1.4 – Leuconorites et norite ................................................................................................ 17
6.1.5 – Gabbros à amphibole ................................................................................................. 24
6.2 – Les pyroxénites : mélagabbronorite et webstérite à oxyde de Fe-Ti ................................ 28
6.3 – Les péridotites nelsonitiques ............................................................................................ 31
6.4 – Les roches dioritiques : granodiorite, monzodiorites et diorite à quartz .......................... 33
7 – Géochimie des éléments majeurs ............................................................................................ 44
7.1 – Cartographie des éléments majeurs à la microflurescence-X (XRF) ............................... 44
7.2 – Éléments majeurs sur roche-totale .................................................................................... 47
7.2.1 – Particularités géochimiques des roches anorthositiques minéralisées par rapport aux
roches anorthositiques stériles ............................................................................................... 47
8 – Discussion ............................................................................................................................... 50
8.1 – Étude pétrographique des roches anorthositiques ............................................................ 50
8.2 – Étude géochimique des roches anorthositiques ................................................................ 52
9 – Conclusions et recommandations ............................................................................................ 53
10 – Références ............................................................................................................................. 55

Caractérisation des roches encaissantes du dépôt de Fe-Ti-P de la Zone Paul
Mémoire de PFE : Jean-Philippe Arguin Page iii
Annexe 1 : Localisation des échantillons ...................................................................................... 56
Annexe 2 : Composition modale et synthèse pétrographique des échantillons ............................. 57
Annexe 3 : Classification des échantillons .................................................................................... 62
Annexe 4 : Estimation de la composition modale des roches dioritiques (Analyses à la micro
XRF) .............................................................................................................................................. 64
Annexe 5 : Analyses ME-XRF06 des éléments majeurs ............................................................... 66

Caractérisation des roches encaissantes du dépôt de Fe-Ti-P de la Zone Paul
Mémoire de PFE : Jean-Philippe Arguin Page iv
Liste des figures
Figure 1 : Carte de localisation de la propriété du Lac à Paul ............................................................. 2
Figure 2 : Carte géologique du secteur du Lac à Paul ......................................................................... 4
Figure 3 : Localisation des forages de la Zone Paul ............................................................................ 6
Figure 4 : Texture protoclastique ........................................................................................................ 9
Figure 5 : Texture porphyroclastique ................................................................................................ 10
Figure 6 : Amas d’oxydes de Fe-Ti formé de magnétite, d’ilménite et de spinelle........................... 12
Figure 7 : Amas d’ilménite en contact avec un amas d’apatite ......................................................... 12
Figure 8 : Leucotroctolite (Échantillon : H901084) .......................................................................... 13
Figure 9 : Coronites autour d’olivine et d’oxydes de Fe-Ti dans une leucotroctolite ....................... 14
Figure 10 : Transformation d’une olivine en symplectite d’orthopyroxène et de magnétite ............ 14
Figure 11 : Leucotroctolite (Échantillon : M072326) ....................................................................... 15
Figure 12 : Bordures de plagioclase suturées et olivine coronitique dans une leucotroctolite .......... 16
Figure 13 : Olivine coronitique dans une leucotroctolite .................................................................. 16
Figure 14 : Leuconorite (Échantillon : K338876) ............................................................................. 17
Figure 15 : Coronite autour d’oxyde de Fe-Ti dans une leuconorite ................................................. 18
Figure 16 : Coronite autour d’orthopyroxène dans une leuconorite .................................................. 19
Figure 17 : Leuconorite (Échantillon : H901280) ............................................................................. 20
Figure 18 : Couronne d’amphibole vermiculaire en symplectite avec plagioclase ........................... 21
Figure 19 : Norite (Échantillon : H901294) ...................................................................................... 22
Figure 20 : Orthopyroxènes en mosaïque coronitique dans une norite ............................................. 23
Figure 21 : Symplectite de magnétite et d’orthopyroxène dans une norite ....................................... 23
Figure 22 : Exsolutions de pentlandite dans de la pyrrhotite ............................................................ 23
Figure 23 : Gabbro à amphibole (Échantillon : H900833) ................................................................ 24
Figure 24 : Hornblende et cummingtonite dans un gabbro à amphibole ........................................... 25
Figure 25 : Gabbro à amphibole (Échantillon : M072279) ............................................................... 26
Figure 26 : Amas d’oxydes de Fe-Ti et amas d’apatite dans un gabbro à amphibole ....................... 27
Figure 27 : Mélagabbronorite (Échantillon : M072414) ................................................................... 28
Figure 28 : Orthocumulat de pyroxènes avec plagioclase et ilménite interstitiels ............................ 29
Figure 29 : Exsolutions de rutile-ilménite dans une augite ............................................................... 29
Figure 30 : Webstérite à oxydes de Fe-Ti (Échantillon : M072407) ................................................. 30
Figure 31 : Orthocumulat de pyroxènes avec amas d’oxyde de Fe-Ti interstitiels ........................... 31
Figure 32 : Métapéridotite nelsonitique (Échantillon : M072065) .................................................... 32
Figure 33 : Olivines et pyroxènes pseudomorphisés dans une métapéridotite nelsonitique ............. 33
Figure 34 : Altération de rutile et de titanite sur un grain d’ilménite ................................................ 33
Figure 35 : Granodiorite (Échantillon : H901142) ............................................................................ 34
Figure 36 : Texture granulaire dans une granodiorite ....................................................................... 35
Figure 37 : Intercroissance de plagioclase avec feldspath-K............................................................. 35
Figure 38 : Monzodiorite (Échantillon : H900953) ........................................................................... 36
Figure 39 : Texture némato-lépidoblastique d’une monzodiorite à hornblende et biotite ................. 37
Figure 40 : Monzodiorite (Échantillon : H901291) ........................................................................... 38
Figure 41 : Texture lépidoblastique d’une monzodiorite à clinopyroxène et biotite ......................... 39
Figure 42 : Injection de granodiorite dans une monzodiorite ............................................................ 39
Figure 43 : Monzodiorite (Échantillon : M072319) .......................................................................... 40
Figure 44 : Monzodiorite à hornblende et biotite .............................................................................. 41
Figure 45 : Diorite à quartz et injections de granodiorite (Échantillon : M072319) ......................... 42
Figure 46 : Contact entre une diorite à quartz et une injection de granodiorite ................................ 43
Figure 47 : Halo pléochroïque autour d’une apatite en inclusion dans de la biotite .......................... 43

Caractérisation des roches encaissantes du dépôt de Fe-Ti-P de la Zone Paul
Mémoire de PFE : Jean-Philippe Arguin Page v
Figure 48 : Injection de granodiorite dans une diorite à quartz ......................................................... 43
Figure 49 : Cartographie à la micro XRF de la lame mince 11-JPA-03 ............................................ 45
Figure 50 : Cartographie à la micro XRF de la lame mince 11-JPA-08 ............................................ 45
Figure 51 : Cartographie à la micro XRF de la lame mince 11-JPA-11.1 ......................................... 46
Figure 52 : Cartographie à la micro XRF de la lame mince 11-JPA-11.2 ......................................... 46
Figure 53 : Diagramme multi-éléments des échantillons anorthositiques minéralisés en
comparaison avec la composition moyenne des échantillons stériles ............................................... 48
Figure 54 : Diagrammes binaires de CaO, TiO2, MgO et SiO2 versus P2O5 des échantillons
anorthositiques ................................................................................................................................... 49
Liste des tableaux
Tableau 1 : Paramètres utilisés lors de l’analyse à la microfluorescence-X ........................................ 7