sous-province - Constellation (UQAC)

UNIVERSITÉ DU QUÉBEC
THÈSE PRÉSENTÉE À
L'UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À CHICOUTIMI
COMME EXIGENCE PARTIELLE
DU DOCTORAT EN RESSOURCES MINÉRALES
par
HAROLD BRISSON
CARACTÉRISTIQUES, CHRONOLOGIE ET TYPOLOGIE DES
MINÉRALISATIONS AURIFÈRES DE LA RÉGION DU LAC SHORTT (QUÉBEC),
SOUS-PROVINCE ARCHÉENNE DE L'ABITIBI
NOVEMBRE 1998
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Paul-Emile-Bouletj
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RESUME
La région du lac Shortt est située dans la partie nord-est de la Sous-province
archéenne de l'Abitibi (SPA). Site de deux anciennes mines d'or —les mines du lac
Bachelor et du lac Shortt — et d'un bon nombre d'indices aurifères, la région soulève des
interrogations relatives à la classification typologique des gisements aurifères à l'Archéen.
La plupart des indices aurifères de la région peuvent se regrouper sous le type «veine de
quartz», commun dans la SPA. Les deux mines d'or de la région constituent quant à elles
des gisements particuliers de la SPA. Ces gisements se distinguent des gisements d'or de
type «veine de quartz» de la SPA par du minerai associé à des corps de remplacement
hydrothermal où les minéralisations sont disséminées et les veines de quartz absentes ou
accessoires, par l'hématitisation des roches et la présence de feldspath potassique en
association avec les zones minéralisées, ainsi que par leur association à de petites intrusions
felsiques et alcalines. Ces distinctions sont-elles le reflet de types de gisements
fondamentalement différents, pouvant avoir une position chronologique différente par
rapport à l'évolution régionale, ou s'expliquent-elles par des variantes d'un type unique de
gisement? Les mêmes interrogations apparaissent aussi spécifiquement pour les gisements
de type «veine de quartz» de la région en raison de l'association spatiale de ces derniers
avec deux catégories de failles distinctes (failles «E-O» et «NE»). La présente étude a donc
cherché à répondre à cette problématique sur la typologie en tentant d'établir avec plus de
précision les caractéristiques et la position chronologique, par rapport à l'évolution
géologique régionale, du gisement d'or particulier du lac Shortt et de plusieurs gisements
(indices) aurifères de type «veine de quartz».
Les gisements aurifères de type «veine de quartz» étudiés sont encaissés dans toute
une gamme de lithologies et leur mise en place est contrôlée par des failles au
comportement fragile. Deux familles de failles occupées par des veines aurifères de quartz
sont distinguées : 1) des failles à rejet pendage prédominant, inverses et inverses-dextres et
2) des failles à rejet directionnel et oblique. Les premières ont des directions variant entre
NE et ESE et des pendages abrupts, N et S. La seconde famille regroupe des failles de
directions NNE à ESE à rejet senestre et senestre-oblique, et des failles de directions NO à
NNO à rejet dextre-oblique, ayant toutes des pendages abrupts. La composante oblique est
en sens normal sur les failles inclinées de cette seconde famille. L'ampleur du phénomène
hydrothermal et minéralisateur associé à chacune des deux familles de failles est
comparable. Des études pétrographiques et géochimiques ne laissent voir aucune différence
significative dans les minéralisations et les altérations entre les gisements associés aux
failles à rejet pendage prédominant et ceux associés aux failles à rejet directionnel et
oblique. Les minéralisations sont dominées par la pyrite. L'or est à l'état natif. Il soit en
étroite association avec la pyrite ou bien libre. Les minéralisations aurifères ont précipité
plus tard que la plupart des minéraux de la gangue et après la majeure partie de la
déformation. Elles sont associées à de l'altération hydrothermale qui se manifeste par la
formation de carbonates, de chlorite, de séricite, de biotite, de muscovite vert clair, d'albite
et de quartz. L'altération hydrothermale a détruit et remplacé les minéraux produits par le

Il
métamorphisme régional au faciès des schistes verts. Deux assemblages minéralogiques
d'altération qui définissent une zonalité ont été distingués : l'assemblage albite -
carbonates - pyrite - quartz - micas (séricite et biotite) - chlorite, qui se trouve au contact
des veines aurifères et avec lequel la majeure partie des minéralisations aurifères est en
général observée, et l'assemblage carbonates - chlorite - micas (séricite et biotite) - albite -
quartz - pyrite qui enveloppe l'assemblage précédent. La zonalité dans l'altération
s'interprète mieux comme résultant de la migration d'un seul fluide que de la circulation de
deux fluides différents. L'altération est marquée par l'addition générale de C, S, H et K. Le
Na semble redistribué à l'intérieur des zones d'altération et il y a parfois une faible
soustraction du Si, du Mn et du Mg. Les éléments traces les plus communément ajoutés
avec l'or sont le As, le Cs, le Li, le Rb et le W.
Le gisement du lac Shortt est encaissé dans la faille de Shortt : une discontinuité de
direction ENE et à pendage abrupt vers le N, matérialisée par un couloir de déformation
ductile de puissance décamétrique. Les observations aux échelles mésoscopiques et
microscopiques ainsi qu'une étude d'anisotropie de susceptibilité magnétique démontrent
que le couloir de déformation se caractérise par des linéations vers la verticale, favorisant
ainsi l'idée d'une faille à rejet pendage prédominant. Il s'agirait d'une faille inverse d'après
les signes de sens de cisaillement perçus. Les observations directes et les mesures
d'anisotropie de susceptibilité magnétique révèlent aussi que la faille a rejoué en coulissage.
Les intrusions alcalines se sont mises en place durant ou avant la déformation ductile
principale vers la verticale associée à la faille. Le gisement du lac Shortt ne semble pas
résulter de plusieurs phénomènes minéralisateurs superposés ou de la remobilisation d'une
préconcentration aurifère. Les minéralisations, dominées par la pyrite et qui marquent la
déformation ductile de la faille, ont précipité durant la déformation principale vers la
verticale associée à la faille.
Six étapes de l'évolution structurale régionale ont été définies en considérant
l'ensemble des observations structurales. L'étape Dl est à l'origine de plis mal connus sans
fabrique associée. L'étape D2 est responsable de la formation de plis subverticaux, serrés à
isoclinaux, orientés ENE et à plongée abrupte, et d'une fabrique de plan axial, qui sont
prédominants à l'échelle régionale. Probablement en continuum avec l'étape D2, l'étape D3
est marquée par le développement des failles majeures ductiles de direction ENE et à rejet
pendage prédominant, telles les failles d'Opawica et de Shortt. L'étape D4 correspond à la
formation des failles fragiles à rejet pendage prédominant, de sens inverse. Ces failles
représenteraient un motif anastomosé de plans de faiblesse inhérents à la structuration
régionale préexistante illustrée par les plis et couloirs de déformation régionaux
subverticaux et orientés ENE des étapes D2 et D3. L'analyse par la méthode graphique
indique que les jeux sur ces plans préexistants de faiblesse expriment une extension
subverticale et un raccourcissement NO-SE. Cette étape D4 a pu se faire dans un
continuum avec les étapes D3 et D2 dans le cadre d'une déformation progressive non
coaxiale dextre pouvant correspondre à un régime en transpression dextre. L'étape D5 se
rapporte aux failles fragiles à rejet directionnel et oblique. D'après l'analyse par la méthode

graphique, ces failles traduisent une extension E-0 et un raccourcissement N-S. Aussi,
cette étape D5 semble disjointe du continuum de déformation envisageable pour les étapes
D2, D3 et D4. L'étape D6 est celle de la formation des failles discrètes de direction NNE à
NE et à jeu dextre-oblique.
Dans le schéma d'évolution structurale proposé, les gisements étudiés se mettent en
place durant les étapes structurales D3, D4 et D5. Le gisement du lac Shortt se met en
place durant l'étape D3 alors que les étapes D4 et D5 voient la mise en place de gisements
de type «veine de quartz». Des comparaisons structurales et les données géochronologiques
disponibles laissent envisager que les trois étapes se sont produites entre 2 691 et 2 680 Ma
environ. Il s'agit de trois catégories de gisements qui semblent représenter un seul type
fondamental de gisement. Le schéma de mise en place proposé permet d'envisager une
explication pour le style disséminé et le style veine des gisements aurifères étudiés en
relation avec l'évolution de la nature des contrôles structuraux qui autorisent la circulation
des fluides aurifères. Le style disséminé particulier au gisement du lac Shortt est lié à une
déformation continuelle de nature ductile alors que le style veine est lié à une déformation
épisodique de nature fragile. L'existence de plusieurs étapes de formation de gisements
hydrothermaux d'or implique qu'il faut considérer plusieurs situations pour la recherche de
minéralisations aurifères dans la partie nord-est de la SPA. La nature et l'âge des contrôles
structuraux possibles sont variés er la possibilité d'un lien génétique avec le magmatisme
alcalin doit être prise en compte.