Volcanology of the Lemoine member of the Waconichi formation, Abitibi subprovince, Chibougamau, Quebec = Volcanologie du membre de Lemoine, formation de Waconichi, sous-province de l’Abitibi, Chibougamau, Québec.

Boulerice, Alexandre (2016). Volcanology of the Lemoine member of the Waconichi formation, Abitibi subprovince, Chibougamau, Quebec = Volcanologie du membre de Lemoine, formation de Waconichi, sous-province de l’Abitibi, Chibougamau, Québec. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 231 p.

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Résumé

Le gisement de sulfure massif volcanogène Lemoine, d‟âge archéen et un des plus riche du monde (4,2% Cu, 9,5% Zn, 6 g/t Au et 83,7 g/t Ag), est situé dans le district minier de Chibougamau (Sous-province de l‟Abitibi). Il se situe dans le Membre de Lemoine de la Formation de Waconichi, son hôte volcanique. Une bonne compréhension de la stratigraphie volcanique et de l‟altération hydrothermale existe dans le secteur de l‟ancienne mine Lemoine, mais cette connaissance diminue vers l‟Est, où le secteur d‟étude a été choisi. Cette étude utilise la cartographie, la description de carottes de forage, la pétrographie et la lithogéochimie afin d‟élargir nos connaissances sur la stratigraphie, l‟architecture volcanique et l‟histoire hydrothermale du Membre de Lemoine. Dans le secteur d‟étude, le Membre de Lemoine forme une succession volcanique et intrusive d‟environ 1400 m d‟épaisseur orientée à N065o et ayant un pendage de 80o vers le SSE. Le sommet stratigraphique est aussi vers le SSE. Le Membre de Lemoine est informellement divisé en deux parties : une partie inférieure de 700 à 900 m d‟épaisseur (~45% extrusive et ~55% intrusive) et une partie supérieure de 600 à 700 m d‟épaisseur (~85% extrusive et ~15% intrusive). Les unités extrusives de la partie inférieure ont une affinité magmatique tholéiitique à transitionnelle et sont majoritairement felsiques, alors que les unités de la partie supérieure sont transitionnelles à calco-alcalines et sont majoritairement mafiques. La limite entre la partie inférieure et la partie supérieure correspond à l‟emplacement de la minéralisation de l‟ancienne mine Lemoine. Quatre unités extrusives appartenant à la partie inférieure du Membre de Lemoine ont été identifiées dans le secteur d‟étude : la rhyolite Alpha (anciennement la Marelle riche en Zr), la rhyolite de Lemoine, la dacite de Lemoine et l‟andésite de Lemoine. Celles-ci sont toutes interprétées comme des coulées de lave, de type lobeshyaloclastite pour les unités felsiques. Dans la partie ouest du secteur d‟étude, la rhyolite Alpha est effusive, d‟étendue latérale restreinte, avec un évent volcanique local. La rhyolite de Lemoine est latéralement étendue et semble provenir de plusieurs évents volcaniques, l‟un d‟eux étant potentiellement situé dans la partie centrale du secteur d‟étude. L‟andésite de Lemoine est elle aussi latéralement étendue et est interprétée comme étant issue de deux évents volcaniques nouvellement découverts. Les trois unités volcaniques felsiques ont une signature FIII alors que l‟andésite de Lemoine, riche en Fe, montre une signature d‟arc au niveau des éléments en traces. Deux unités extrusives appartenant à la partie supérieure du Membre de Lemoine ont été identifiées. Le Hangingwall QFP est potentiellement une ou plusieurs coulée(s) de type lobes-hyaloclastite. Le basalte de Lemoine supérieur est une série de coulées massives et coussinées antérieurement associée à la Formation de Gilman. Ce dernier montre lui aussi une signature d‟éléments trace d‟arc. De minces lentilles felsiques sont intercalées dans le basalte et ont une origine incertaine. Quatre unités felsiques intrusives ayant une texture porphyrique à quartz et feldspath sont identifiées dans le Membre de Lemoine et sont distinguées entre elles principalement à l‟aide de paramètres géochimiques : le QFP du Lac Coco (antérieurement la rhyolite de Lemoine-supérieure), la Marelle QFP, le porphyre dacitique et une portion de la rhyolite Alpha dans le secteur du Raft. La rhyolite Alpha et la Marelle QFP jouent toutes les deux un rôle dans la formation de l‟enclave de rhyolite de Lemoine connue comme la „structure du raft‟ dans la partie centrale du secteur d‟étude. Le Membre de Lemoine est aussi recoupé par la tonalite de Gold Hill et plusieurs gabbros. En général, les unités intrusives ne sont pas altérées ou ont été altérées faiblement à basse température. L‟altération hydrothermale des unités effusives varie en termes d‟intensité et d‟assemblage minéralogique, allant jusqu‟à une chloritisation intense. Trois zones d‟altération semi-conformes sont présentes dans la partie inférieure du Membre de Lemoine dans le secteur d‟étude, soit les altérations à chlorite-séricite, séricite-chlorite et séricite-chlorite-carbonate-épidote, de la base au sommet de la stratigraphie. Ceci est similaire aux observations faites lors de travaux précédents dans le secteur de l‟ancienne mine Lemoine, où la zonation est interprétée comme un gradient de température. En se fiant à la distribution des assemblages d‟altération dans le secteur d‟étude, trois anciennes zones de remontés de fluides hydrothermaux ont été proposées. La distribution de teneurs en métaux indique qu‟au moins deux de ces zones hydrothermales furent associés à des fluides riches en Zn, Cu, Au et Ag. De l‟altération de haute intensité, des teneurs anomaliques en métaux ainsi qu‟une zone de remontée de fluides hydrothermaux coïncident avec au moins un site potentiel d‟évent volcanique. De plus, cette étude suggère la présence de trois structures synvolcaniques dans le secteur d‟étude, deux d‟entre elles étant associées avec des teneurs anomaliques en métaux. Finalement, cette étude souligne le potentiel de minéralisation dans la partie supérieure du Membre de Lemoine.

The Archean Lemoine volcanogenic massive sulphide deposit in the Chibougamau mining district (Abitibi Subprovince) was one of the richest in the world with 4.2 wt % Cu, 9.5 wt % Zn, 6 g/t Au and 83.7 g/t Ag. It was hosted by the Lemoine Member of the Waconichi Formation. A good understanding of the stratigraphy and hydrothermal alteration exists in the Lemoine mine area, but this knowledge decreases further east in the prospective Lemoine Member, where the study area has been selected. This project uses field mapping, core logging, petrography, and lithogeochemistry to improve our knowledge on the stratigraphy, volcanic architecture and hydrothermal history of the Lemoine Member. In the study area, the Lemoine Member is a ~1400 m-thick submarine volcanic and intrusive package with a N065o strike and a ~80o dip to the SSE. Stratigraphic younging is also to the SSE. The Lemoine Member is informally divided into a 700 m to 900 m-thick lower part (~45% extrusive and ~55% intrusive) and a 600 m to 700 m-thick upper part (~85% extrusive and ~15% intrusive). Extrusive units in the lower part have a tholeiitic to transitional magmatic affinity and are dominantly felsic, whereas those of the upper part have a transitional to calc-alkaline affinity and are dominantly mafic. The limit between the lower and upper parts of the Lemoine Member corresponds to the position of the ore lens in the former mine. Four extrusive units belonging to the lower part of the Lemoine Member have been identified in the study area: the Alpha rhyolite (previously the Zr-rich Marelle), the Lemoine rhyolite, the Lemoine dacite and the Lemoine andesite. These are all interpreted as lava flows, with the felsic units inferred to represent one or more lobehyaloclastite flow(s) per unit. The laterally restricted effusive portion of the Alpha rhyolite has a local vent in the Western part of the study area. The Lemoine rhyolite is a widespread unit that seems to have come from several vents, one of which may be located in the central part of the study area. The Lemoine andesite is also widespread, with two newly identified vents. The three effusive felsic units have an FIII-type signature whereas the Fe-rich Lemoine andesite displays an arc-style trace element signature. Two extrusive units belonging to upper part of the Lemoine Member have been identified. The Hangingwall QFP may be another lobe-hyaloclastite flow or flows. The upper Lemoine basalt is a thick series of massive and pillowed lava flows, formerly assigned to the Gilman Formation, also showing an arc-style trace element signature. Thin felsic lenses are intercalated in the basalts and have an uncertain origin. Four felsic intrusive units with a quartz-feldspar porphyry texture have been identified in the Lemoine Member and distinguished based mostly on geochemistry: the Coco Lake QFP (previously known as the upper-Lemoine rhyolite), the Marelle QFP, the dacitic porphyry, and a portion of the Alpha rhyolite. Both the intrusive portion of the Alpha rhyolite and the Marelle QFP play a role in isolating the large enclave of Lemoine rhyolite known as the „raft structure‟ in the central part of the study area. Rocks of the Lemoine Member are also cut by the Gold Hill tonalite and various gabbros. In general, the intrusive units are not hydrothermally altered, or have suffered only weak low-temperature alteration. The effusive units are variably altered in terms of intensity and mineral assemblage, ranging up to intensely chloritized. Three semiconcordant alteration zones are present in the lower part of the Lemoine Member in the study area, from stratigraphic base to top: chlorite-sericite, sericite-chlorite and sericitechlorite- carbonate-epidote. This is similar to what has been found by previous workers in the former Lemoine mine area, where the zonation has been interpreted as a temperature gradient. In the study area, three paleo-hydrothermal upflow zones are proposed based on the distribution of chlorite-sericite, sericite-chlorite and chlorite-sericite-carbonateepidote alteration. Base and precious metal distribution indicate that at least some of these upflow zones were associated with Zn-, Cu-, Au- and Ag-rich fluids. High intensity and high temperature alteration coupled with anomalous base and precious metal values coincide with at least one proposed volcanic vent location. Furthermore, this study suggests the presence of a minimum of three synvolcanic structures in the study area, two of which are associated with anomalous metal values. Lastly, this study outlines the mineralization potential of the upper part of the Lemoine Member.

Type de document:	Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse:	Ross, Pierre-Simon
Co-directeurs de mémoire/thèse:	Mercier-Langevin, Patrick
Mots-clés libres:	volcanologie; géologie; roches; géochimie; hydrothermale; métal
Centre:	Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt:	21 sept. 2016 21:16
Dernière modification:	26 nov. 2021 14:10
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/4633

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