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Pétrogenèse de l'ophiolite de Thetford Mines, Québec, Canada, avec un accent particulier sur les roches du manteau et les chromitites.

Pagé, Philippe (2006). Pétrogenèse de l'ophiolite de Thetford Mines, Québec, Canada, avec un accent particulier sur les roches du manteau et les chromitites. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 299 p.

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Résumé

Le Complexe Ophiolitique de Thetford Mines (COTM) représente un fragment de lithosphère océanique de l’ancien Océan Iapétus obducté et accrété à la marge Est du continent Laurentien, à l’Ordovicien Inférieur-Moyen (~ 480 M.a.). Malgré les déformations appalachiennes qui ont basculé le COTM à la verticale, il préserve une structuration qui témoigne de son évolution en domaine océanique, et expose d’épaisses sections mantellique (~ 5 km) et crustale (~ 1-5 km). La préservation des roches du COTM permet d’aborder, d’après une étude pétrologique, minéralogique et géochimique, les différents processus pétrogénétiques associés à la fusion, à la migration des magmas et à la construction d’une croûte océanique. La section crustale du COTM comprend une partie plutonique composée des zones dunitique, pyroxénitique et gabbroïque, une partie hypabyssale composée d’un complexe filonien ou d’une brèche sub-volcanique et une partie effusive composée de deux unités volcano- sédimentaires distinctes. La croûte est recoupée et segmentée par des failles normales associées à l’expansion des fonds océaniques (seafloor spreading). Ces failles donnent à la croûte une géométrie de blocs basculés en demi-graben et sont parallèles aux dykes du complexe filonien et accompagnées par des intrusions de pyroxénites, confirmant leur nature syn-magmatique. Le manteau est dominé par des harzburgites pauvres en clinopyroxène (< 5-6%) et montre 2 foliations de haute température. Les roches du manteau sont recoupées par des corps dunitiques à orthopyroxénitiques. L’étude des fabriques (structures et textures) des péridotites du manteau du COTM a permis de subdiviser le manteau en deux blocs : à l’Est, le Bloc du Lac Canard (BLC), à l’Ouest, le Bloc des Monts Caribou (BMC). Cette distinction est aussi visible à partir des données géochimiques. Les roches du BLC montrent une texture granulaire et sont affectées par deux foliations enregistrant l’évolution d’un régime de déformation asthénosphérique associé à la remontée du manteau par fluage, à un régime de déformation lithosphérique associé au cisaillement croûte - manteau pendant l’éloignement de l’axe de la dorsale. Les minéraux des péridotites du BLC montrent des compositions réfractaires et peu dispersées, similaires aux minéraux des roches mantelliques des domaines avant-arc modernes, et permettent d’estimer qu’elles sont résiduelles suite à 27-38% (Cr# des spinelles 51-71) de fusion partielle. Les péridotites du BLC préservent des évidences d’une circulation magmatique de haute température, notamment la présence de spinelles et de clinopyroxènes interstitiels, et d’un métasomatisme cryptique (augmentation du TiO₂ des spinelles et des clinopyroxènes et en Na₂O des clinopyroxènes accompagnant l’augmentation de leur Cr#). Les roches du BMC montrent une texture porphyroclastique à protomylonitique, une foliation et un rubanement très intenses ainsi qu’une importante réduction de la granulométrie. Cette déformation lithosphérique plus froide est associée à sa dénudation, au cours d’épisodes d’extension amagmatique. Les minéraux des péridotites du BMC montrent des compositions réfractaires mais plus dispersées que celles du BLC ce qui permet d’estimer qu’elles sont résiduelles suite à 15-45% (Cr# des spinelles 28-86) de fusion partielle. Le BMC préserve des évidences d’une circulation de magma plus évolué responsable de la précipitation d’amphibole et du ré-enrichissement des minéraux et des roches en Al, et influençant à la baisse les estimations de taux de fusion. Les données géochimiques couplées à des modélisations numériques suggèrent que les péridotites du manteau du COTM sont résiduelles suite à 25-30% de fusion fractionnée, ou 30- 35% de fusion critique. Néanmoins, les profils géochimiques des péridotites ne peuvent pas être expliqués que par un modèle de fusion simple et nécessitent une faible contamination par un fluide/liquide dérivé de la plaque subductée et équilibré avec du matériel sédimentaire. Le COTM contient de nombreux gisements de chromite classés en trois types : i) les gisements podiformes sont situés dans les péridotites du manteau et caractérisés par une texture nodulaire, ii) les gisements stratiformes sont situés à la base de la croûte et interlités avec de la dunite, et iii) les gisements réactionnels sont situés près ou dans la Zone Pyroxénitique et sont formés de minerai massif organisé en stockwork, en remplissage de brèche, ou soulignant des contacts intrusifs. Ces gisements réactionnels contiennent aussi de fortes concentrations en éléments du groupe du platine (Pd et Pt) et représentent un intérêt économique certain.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Bédard, Jean H.
Co-directeurs de mémoire/thèse: Tremblay, Alain
Mots-clés libres: pétrogenèse; ophiolite; roches du manteau; chromitite; géologie; minéralogie; pétrologie; géochimie; Thetford Mines
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 13 févr. 2014 16:05
Dernière modification: 17 mars 2016 18:07
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1888

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