Géochimie et minéralogie des gisements aurifères magmatiques-hydrothermaux associés au plutonisme alcalin et sanukitoïde néoarchéen de l'Abitibi, Québec, Canada

La formation des gisements aurifères à l’Archéen fait souvent référence au modèle de « l’or orogénique » (Orogenic Gold System ou OGS). Dans ce modèle, les fluides métamorphiques et hydrothermaux riches en or générés lors d'une phase tectonique orogénique compressive sont transférés à travers la croûte continentale. Au phanérozoïque, plusieurs gisements aurifères présentent des différences minéralogiques et géochimiques bien marquées qui les différencies des OGS. Ils sont associés à des intrusions alcalines post-collisionnelles – d’où leur nom « Intrusion-Related Gold System » (IRGS). De nombreux gisements d'or présents dans les ceintures de roches vertes néoarchéennes sont associés à des plutons oxydés alcalins et sanukitoïdes post-collisionnels. Le potentiel lien génétique entre ces magmas et les minéralisations en or qui leur sont associées spatialement est débattu. Le but de cette thèse est de tester l’hypothèse que les gisements de type IRGS étaient bien présents depuis le Néoarchéen. Deux minéralisations aurifères associées à des plutons alcalins ont été étudiées dans la Province aurifère de l’Abitibi au Québec. La première étude a porté sur l’identification des sources et la caractérisation de la pétrologie des magmas spatialement associés aux gisements aurifères, par l’analyse des données géochimiques sur roches totales. Deux séries magmatiques associées à des minéralisations aurifères ont ainsi été reconnues. La première correspond aux sanukitoïdes s.s. comme le pluton de Bachelor (⁓2686 Ma) qui est le produit d’une forte déstabilisation de la croûte continentale archéenne suivie par un processus d’Assimilation et de Cristallisation Fractionnée. La seconde série magmatique correspond aux syénites qui se mettent en place plus tardivement entre ~2681 et ~2675 Ma. Durant cette période, la croûte continentale est déstabilisée en raison d’un changement de régime géodynamique évoluant d’une phase compressive orogénique à transtensive. La deuxième étude a porté sur l’analyse des éléments traces des apatites des plutons alcalins minéralisés et non-minéralisés de l’Abitibi, pour identifier les processus magmatiques-hydrothermaux impliqués dans la formation des IRGS. L'incorporation d'éléments reconnus comme des oxybaromètres tels que le Mn, le Ce et l’Eu ont permis de mettre en évidence que les systèmes magmatiques-hydrothermaux minéralisés sont liés à des magmas oxydés. Les apatites des intrusions minéralisées de Beattie et Bachelor présentent des concentrations élevées en éléments volatils, ce qui facilite le transport de l'or sous forme de ligands fluorés et chlorés. Les apatites du gisement de Bachelor contiennent des concentrations polymétalliques (Cu, Pb, Zn) typiques des systèmes aurifères magmatiques-hydrothermaux. Enfin, l’analyse par cartographie in situ des concentrations en éléments traces et semi-volatils sur les pyrites aurifères des gisements de Bachelor, Beattie, Douay et Golden Arrow a permis d’identifier l’environnement métallique des gisements aurifères associés aux intrusions alcalines. Ce dernier est différent de celui des gisements aurifères orogéniques. Les pyrites aurifères présentent des concentrations élevées en éléments granophiles et en éléments semi-volatils tels qu’Au-Mo-Bi-Te-Tl. Elles sont associées à des paragenèses d’altération à feldspath potassique, hématite, rutile, apatite, fluorite. Bien qu’ils soient situés dans une zone de cisaillement, ces gisements sont les produits de systèmes magmatiques-hydrothermaux centrés sur et alimentés par des intrusions alcalines. Ils sont similaires à ceux observés dans les gisements d'or porphyriques-épithermaux alcalin du Phanérozoïque et ne se retrouvent pas dans les gisements d'or orogéniques. Ces résultats permettent en outre de proposer l’existence et la préservation d’un système épithermal neutre alcalin à or au Néoarchéen à Beattie. Ils soulignent le rôle important des intrusions alcalines dans l’enrichissement métallique des environnements géologiques post-collisionnels des ceintures de roches vertes néoarchéennes.
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\nMOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Gisements aurifères, Magmatisme alcalin, Néoarchéen, Sous-province de l’Abitibi

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