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Les paragenèses à magnétite des altérations associées aux systèmes à oxydes de fer et altérations en éléments alcalins, zone magmatique du grand lac de l’Ours.

De Toni, Anthony Franco (2016). Les paragenèses à magnétite des altérations associées aux systèmes à oxydes de fer et altérations en éléments alcalins, zone magmatique du grand lac de l’Ours. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 549 p.

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Résumé

La magnétite est un constituant mineur à majeur des veines, des brèches et des zones de remplacement des systèmes minéralisateurs à oxydes de fer et à altération en éléments alcalins (dit IOAA pour iron oxide alkali-altered) dans la zone magmatique du Grand lac de l’Ours aux Territoires du Nord-Ouest, Canada. La magnétite y abonde particulièrement dans les minéralisations en fer et en métaux spécialisés des prospects à oxyde de fer-apatite ainsi que dans les gîtes et prospects à oxydes de fer-cuivre-or dit IOCG pour iron oxide copper-gold. Des altérations à magnétite sont aussi porteuses de minéralisations uranifères encaissées dans des brèches d’albitites. Ces associations avec des minéralisations diversifiées et les changements de composition de la magnétite en fonction des différentes séries de paragenèses qui y sont associés, seront abordées au cours de ce mémoire et illustrées comme étant une conséquence même de l’évolution et du développement des systèmes hydrothermaux encaissants. Ces attributs font de la magnétite un minéral de référence tant pour l’étude des processus minéralisateurs que comme minéral indicateur pour les programmes d’exploration. Ces interprétations s’appuient tout d’abord sur une description macroscopique et microscopique des zones de remplacement, des brèches et des veines ayant des paragenèses à magnétite au sein des systèmes étudiés afin de mieux circonscrire les processus métasomatiques impliqués dans leur développement. À cet effet, un protocole de description a été raffiné pour être en mesure de qualifier l’intensité de l’altération et pour systématiser la description des zones d’altération communément fortement complexes en termes d’aspects, textures, variations de compositions modales, styles de minéralisation et associations de minéraux et de métaux. Les principales paragenèses à magnétite sont à 1) magnétite (altération Fe), 2) amphibole-magnétite±apatite±albite (altération Ca-Fe±Na de haute température), et 3) feldspath-K-magnétite ± biotite ou biotite-magnétite (altération K-Fe de haute température). Pour des intensités faibles à modérées, les altérations à magnétite préservent la texture du précurseur tout en changeant l’assemblage minéralogique. Dans les roches litées, le remplacement est sélectif et stratoïde le long de certains horizons spécifiques. Dans les roches volcaniques porphyriques, la magnétite remplace préférentiellement la mésostase tandis que les phénocristaux sont préservés jusqu’à un remplacement de forte intensité. En remplacement, la magnétite est généralement microcristalline à finement grenue tandis qu’elle est plus grossière dans les veines et les brèches où les fragments de la brèche sont sélectivement remplacés par la magnétite. Ces textures impliquent des réactions métasomatiques qui vont modifier continuellement les conditions physico-chimiques des fluides hydrothermaux. Les altérations à magnétite précoces et de température élevées sont rencontrées sous forme de remplacements généralisés et qui détruisent/recristallisent les textures du précurseur. Avec le refroidissement de la cellule hydrothermale, les altérations progressent vers des remplacements irréguliers ou sélectifs puis forment des veines et des brèches qui recoupent les remplacements généralisés constitués d’assemblages de plus haute température. Les remplacements et les veines d’altération (HT) Ca-K-Fe puis (HT) K-Fe sont régulièrement suivis par la formation de zones minéralisées dans lesquelles une vaste gamme d’éléments peuvent être concentrés (c.-à-d. Cu, Au, Ag, Bi, Co, terres rares et autres métaux usuels, précieux et spécialisés). Des analyses effectuées à la microsonde électronique ont permis de mesurer la concentration en Si, K, Ca, Al, Sn, Cu, Mn, Mg, Ti, Zn, V, Ni et Cr des grains de magnétite associées à une paragenèse particulière. Les résultats indiquent que la composition de la magnétite varie selon 1) le type de paragenèse, 2) le type de cristallisation d’origine hydrothermale ou ignée, et 3) la présence ou non de minéralisation. Ces résultats indiquent que la chimie de la magnétite peut être utilisée pour comprendre l’évolution spatio-temporelle des systèmes à altération en éléments alcalins et en oxydes de fer et pourrait être utilisée comme vecteur vers des zones minéralisées.

Abstract

Magnetite is a minor to major constituent in veins, breccias and replacement zones of mineralized iron oxide alkali-altered systems (IOAA) in the Great Bear magmatic zone in the Northwest Territories, Canada. Magnetite is particularly abundant in iron and specialized metals mineralization within iron oxide-apatite prospects as well as in iron oxide-copper-gold (IOCG) prospects and deposits. Alteration zones with magnetite can also bear uranium mineralization in albitite hosted breccias. Associations with diverse mineralization types and changes in magnetite composition as a function of mineral assemblages is also addressed in this thesis and illustrated as one of the consequence of the development and evolution of the hydrothermal systems. These attributes make magnetite a reference mineral for the study of the mineralizing processes and as an indicator mineral for mineral exploration programs. The interpretations of the metasomatic processes involved in the genesis of the systems studied are first based on a macroscopic and microscopic description of replacement zones, breccias and veins with magnetite bearing parageneses. To this effect a description protocol was refined to qualify the intensity of alteration and systematize the description of these highly diversified alteration zones in terms of aspects, textures, modal compositions variations, styles of mineralization and associations of minerals and metals. The main magnetite assemblages are 1) magnetite (Fe alteration), 2) amphibole-magnetite±apatite±albite (high temperature Ca-Fe±Na alteration), and 3) K-feldspar-magnetite±biotite and biotite-magnetite (high temperature K -Fe alteration). For weak to moderate intensities, magnetite alteration preserves the textures of precursor rocks while changing the mineral assemblage. In layered rocks, replacement is selective and stratabound along specific horizons. In volcanic porphyry, magnetite preferentially replaces the groundmass while phenocrysts are preserved until the replacement is intense. In replacement zones, magnetite is generally microcrystalline to fine grained while it is coarser in the veins and breccias where both the matrix and the fragments of the breccias can be selectively replaced by magnetite. These textures results of metasomatic reactions that continuously change the physicochemical conditions of hydrothermal fluids. Early and high temperature magnetite alteration types are encountered as pervasive replacements which destroy/recrystallize the textures of precursor rocks. With the cooling of the hydrothermal cell, alteration progresses to irregular or selective replacement and then forms veins and breccias that crosscut zones of pervasive replacement that record a higher temperature mineral assemblage. Replacement zones and veins of (HT) Ca-K-Fe and then (HT) K-Fe alteration are regularly followed by the formation of mineralized zones in which a wide range of elements can be precipitated (i.e. Cu, Au, Ag, Bi, Co, REE and other base, precious and specialized metals). Electronic microprobe analysis were used to measure the concentration of Si, K, Ca, Al, Sn, Cu, Mn, Mg, Ti, Zn, V, Ni and Cr of magnetite grains associated with a specific paragenesis. The results indicate that the composition of magnetite varies according to 1) the type of the paragenesis to which it is associated, 2) its magmatic or hydrothermal origin of crystallization, and 3) the presence or absence of mineralization. As such, magnetite can be used to understand the spatio-temporal evolution of iron oxide alkali-altered systems and represent a potential vector to mineralization.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Corriveau, Louise
Co-directeurs de mémoire/thèse: Ross, Pierre-Simon
Mots-clés libres: magnétite; oxydes de fer; altération en éléments alcalins; IOCG; IOA et métasomatisme
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 21 mars 2016 20:38
Dernière modification: 21 mars 2016 20:38
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/3353

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