Pétrogenèse et potentiel économique de la Formation d’Obatogamau, région de Chibougamau, Sous-province de l’Abitibi

Les grands ensembles de basaltes présents dans les ceintures de roches vertes archéennes forment des séquences volcaniques de grande très étendue. Ces unités revêtent également une importance économique en raison de leur association commune avec des systèmes minéralisés tels que les sulfures massifs volcanogènes (SMV) et les gisements d’or orogénique. Ces ensembles sont généralement considérés comme homogènes bien que leur hétérogénéité soit peu testée. Les niveaux felsiques qu’ils peuvent contenir sont notamment peu documentés. Parmi ces ensembles de basaltes, certaines unités sont riches en mégacristaux de plagioclase et sont associées spatialement à des suites intrusives anorthositiques dans lesquels les mégacristaux se seraient formés avant l’émission des laves. Le nombre d’exemples appuyant cette hypothèse reste cependant faible et les conditions de formation des mégacristaux sont peu documentées. Outre l’hétérogénéité de ces ensembles et l’origine des mégacristaux de plagioclase, la source mantellique de ces laves est également débattue ; parfois asssimilée à un manteau appauvri et parfois assimilée à un manteau plus primitif. La présente maîtrise se penche sur la Formation d’Obatogamau située dans la région de Chibougamau au sein de la Sous-province de l’Abitibi. Cette formation correspond à un large ensemble de basaltes à mégacristaux de plagioclases en association spatiale avec plusieurs suites intrusives anorthositique. Elle a de plus, été relativement peu étudiée, avec un âge mal contraint et un potentiel économique très peu défini. L’étude visait donc à questionner ces aspects en plus de l’hétérogénéité de la séquence, de l’origine des mégacristaux et de la source mantellique des laves. Elle se base sur une étude de la chimie et de la pétrogenèse des laves après une campagne d’échantillonnage menée sur une zone restreinte où la Formation d’Obatogamau présente une bonne exposition en surface. D’après les données de chimie roche totale, la Formation d’Obatogamau apparaît extrêmement homogène avec l’essentiel des laves correspondant à des basaltes et basaltes andésitiques riches en fer et la plupart des quelques roches plus différenciées située dans la partie supérieure de la séquence de laves. En outre, la chimie des éléments traces indique une source mantellique faiblement appauvrie pour la majorité des laves mafiques. La forte homogénéité de la séquence de laves pourrait indiquer d’importants taux d’effusions limitant les effets de différenciation magmatique ce qui semble être confirmé par les résultats de modélisation pétrogénétique obtenus à l’aide de l’algorithme MELTS. Une unité felsique, probablement volcanique, a été échantillonnée dans un but de datation U-Pb sur zircon, donnant un âge de 2726,2 ± 1,6 Ma similaire aux âges connus pour la Formation de Waconichi, sus-jacente à la Formation d’Obatogamau. Il n’est cependant pas possible d’exclure totalement la possibilité que cette unité soit un filon-couche lié à la Formation de Waconichi. L’ensemble de ces résultats suggère une mise en place rapide de la Formation d’Obatogamau, potentiellement sur une durée inférieure à quelques Ma, ce qui impliquerait un écart d’âge important avec les quelques unités sous-jacentes connues. Les observations réalisées sur le terrain indiquent un nombre limité d’épisodes de quiescence volcanique, matérialisés par des niveaux volcano-sédimentaires de faible épaisseur, cohérent avec une mise en place rapide le la séquence de lave et des taux d’effusion importants. Ceci impliquerait des conditions non favorables aux minéralisations de type SMV dans le secteur d’étude. Les observations pétrographiques et la chimie des amphiboles indique cependant que les laves du secteur étudié présentent un faciès métamorphique situé à la transition entre les schistes verts et les amphibolites suggèrant des conditions favorables pour la génération de fluides métamorphiques. Cela pourrait indiquer un contexte favorable pour les minéralisations de type orogéniques à conditions que des conduits structuraux aient pu permettre la circulation et la canalisation de tels fluides. L’étude des mégacristaux de plagioclase a montré un fort degré de recristallisation qui n’a pas permis d’établir de lien avec les suites intrusives anorthositiques du secteur. Les données de chimie roche totale suggèrent toutefois que certaines coulées à mégacristaux de plagioclase aient pu remobiliser des cumulats d’oxydes de fer-titane, connus pour cristalliser au sein des suites intrusives anorthositiques.

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