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Géologie du gisement d’or Meadowbank encaissé dans des formations de fer rubanées, Nunavut, Canada.

Janvier, Vivien (2016). Géologie du gisement d’or Meadowbank encaissé dans des formations de fer rubanées, Nunavut, Canada. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 504 p.

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Résumé

Le gisement Meadowbank forme un dépôt de classe mondiale contenant environ 4,2 millions d’onces d’or (119 t), situé à 70 km au nord de la communauté de Baker Lake, dans le territoire du Nunavut au Canada. Le gisement est principalement encaissé dans des formations de fer archéennes rubanées à chert et magnétite, interstratifiées avec une succession de roches volcanoclastiques. Peu étudiés comparativement à d’autres grands types de dépôts aurifères, les gisements d’or encaissés dans les formations de fer rubanées (FFR) sont, de façon générale, encore mal compris, notamment en ce qui concerne les processus génétiques. Bien que peu communs, ils forment ponctuellement d’immenses mines tel le gisement Homestake (Dakota du Sud, É.U.A.) avec ses 40 millions d’onces d’or (1134 t). Le présent projet vise à améliorer la compréhension de ce type de gisement en étudiant la géologie et la genèse du gisement Meadowbank. Le gisement Meadowbank est situé dans la ceinture de roches vertes archéennes du groupe de Woodburn Lake au sein du craton de Rae de la Province du Churchill occidental. Les successions volcano-sédimentaires archéennes du secteur de Meadowbank ont été fortement affectés par plusieurs épisodes de déformation et de métamorphisme (faciès schiste vert à amphibolite) d’âges archéen et protérozoïque, associés respectivement aux orogènes Arrowsmith et Trans-Hudsonien. Malgré cette complexité géologique, l’étude de la géologie structurale, du métamorphisme, de la minéralisation et de l’altération ainsi que leur relations spatiales et temporelles a permis d’apporter des éléments de réponse solides expliquant la formation du gisement Meadowbank. Les deux facteurs principaux contrôlant la mise en place du gisement Meadowbank sont : 1) la présence de la formation de fer rubanée qui joue le rôle de pièges chimique et lithologique due à sa forte abondance en magnétite et de par sa rhéologie distincte et son anisotropie intrinsèque et 2) la présence d'une zone de faille ayant permis la circulation de fluides hydrothermaux et agi comme piège structural contrôlant la distribution de l’or. La minéralisation aurifère est principalement encaissée dans la FFR et est associée à la présence de pyrrhotite et pyrite. Elle est stratoïde, en remplacement des bandes de magnétite et/ou parallèle à la schistosité principale et/ou sous la forme de stockwerks transposés dans la schistosité principale et/ou le long de zone de fortes déformations prenant racine dans les flancs de plis. Une part moindre mais tout de même significative de la minéralisation est présente sous la forme de veines de quartz aurifères parallèles à la schistosité principale communément observées dans les roches volcanoclastiques. L’altération hydrothermale associée s’exprime par la forte abondance de sulfures dans la FFR et la présence de muscovite, biotite et chlorite dans les roches volcanoclastiques encaissantes. À l’échelle régionale, le gisement Meadowbank est localisé le long d’un contact tectonique entre deux successions volcano-sédimentaires datées à ~2717 Ma et ~2711 Ma, marquant potentiellement une zone de faille de premier ordre ayant connu une histoire polyphasée. Ce type de contact représenterait un nouveau métallotecte important pour l’exploration pour l’or dans la ceinture de Woodburn Lake. Suite à une cartographie géologique détaillée, à la description et l’interprétation de sections de forages, couplées avec l’intégration d’une diversité de jeux de données multidisciplinaires recueillies à différentes échelles, cette étude a permis : 1) d'améliorer les modèles d’exploration pour l’or dans la ceinture de roches vertes de Woodburn Lake et 2) d’élaborer un modèle génétique et métallogénique du gisement Meadowbank contribuant ainsi à une meilleure compréhension de ce type de gisement. Les métallotectes définis lors de la présente étude incitent à persévérer dans l’exploration pour l’or dans cette région à fort potentiel.

Abstract

The Meadowbank deposit represents a world-class gold deposit containing approximately 4.2 Moz of gold (119 t), located 70 km north of the hamlet of Baker Lake in Nunavut, Canada. The deposit is mainly hosted in Archean chert-magnetite banded iron formation (BIF) interstratified with volcaniclastic units. Less studied relative to other types of gold deposits, especially in terms of genetic processes, BIF-hosted gold deposits are not well understood. Although not so common in the rock record, they can form huge mines such as the Homestake deposit (South Dakota, U.S.A.) with its 40 Moz of gold (1134 t). The current project aims at improving the understanding of this type of deposit through the study of the geology and genesis of the Meadowbank gold deposit. The Meadowbank mine is located in the Woodburn Lake Archean greenstone belt in the Rae craton of the western Churchill Province. The Archean volcano-sedimentary succession of the Meadowbank area has been affected by several deformation and metamorphic (greenschist to amphibolite facies) phases during Archean and Proterozoic times, associated with the Arrowsmith and Trans-Hudson orogenies, respectively. Despite the geological complexity of the area, the study of the structure, metamorphism and alteration, as well as their spatial relationships provides key new information helping better understand the formation of the Meadowbank deposit. The two main factors controlling the Meadowbank deposit formation are : 1) the presence of the BIF acting as a chemical and lithological trap because of its high magnetite content, its distinct rheology and intrinsic anisotropy, and 2) the presence of a fault forming a conduit for hydrothermal fluid and a structural trap controlling the gold distribution. The ore is mainly BIF-hosted and mainly associated with pyrrhotite and pyrite. The ore is stratabound, replacing magnetite layers and/or parallel to the main fabric and/or in transposed stockwork zones parallel to the main fabric and/or along high strain zones rooted in fold limbs. A smaller but still significant amount of gold at Meadowbank is hosted in quartz veins that are parallel to the main fabric in volcaniclastic rocks. The associated hydrothermal alteration consists of abundant sulphides in the BIF and muscovite, biotite and chlorite in volcaniclastic rocks. The Meadowbank deposit is located along a tectonic contact between two volcano-sedimentary successions dated at ~2717 Ma and ~2711 Ma, which may mark a first order fault with a protracted, polyphased history. Such a contact represents an important metallotect for gold exploration in the Woodburn Lake greenstone belt. Following detailed geological mapping, the description and interpretation of drill core sections, coupled with the integration of various multidisciplinary data collected at different scales, this study has allowed to : 1) improve gold exploration models in the Woodburn Lake greenstone belt and 2) elaborate a metallogenic and genetic model for the Meadowbank deposit contributing to a better understanding of this deposit type. The metallotects defined in this current study further justify persevering in gold exploration in this region with strong potential.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Castonguay, Sébastien
Co-directeurs de mémoire/thèse: Malo, Michel; Mercier-Langevin, Patrick
Mots-clés libres: archéen; orogenèse protérozoïque Trans-Hudsonienne; groupe de Woodburn Lake; gisement d’or encaissé dans formation de fer rubanée; or épigénétique; gradient métamorphique; Nunavut; archean; Proterozoic Trans-Hudson orogeny; Woodburn Lake Group; BIF-hosted gold deposit; epigenetic gold; metamorphic gradient
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 22 mars 2017 20:55
Dernière modification: 22 mars 2017 20:55
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/4893

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