Caractérisation, facteurs de contrôle et métallogénie du dépôt aurifère atypique Vezza, zone de déformation de Douay, Matagami, Québec

Abstract

Le but de ce projet, financé conjointement par NAP (North American Palladium Ltd.) et le LAMEQ (laboratoire de métallogénie expérimentale et quantitative), est de comprendre les processus à l’origine de la minéralisation aurifère du gisement Vezza. Pour ce faire, une combinaison d’études sur les carottes de forages (description et échantillonnage), dans les exploitations minières souterraines (cartographies des galeries et mesures structurales), sur le terrain (mesures structurales) et en laboratoires (microscopie, analyses de roches totales, analyses LA-ICP-MS sur les oxydes et sulfures et analyses des inclusions fluides) a été réalisée. Le gisement Vezza est situé à 27 km au sud-ouest de la ville de Matagami, en territoire Jamésien. Il est encaissé le long d’un contact entre des roches sédimentaires et des roches volcaniques du Groupe du Taïbi, dans la partie centrale de la ceinture d’Harricana-Turgeon et à l’intérieur de la zone de déformation de Douay. Les roches sédimentaires sont composées de grauwackes, d’argilites, de silstones et de formations de fer de type Algoma. Les roches sédimentaires détritiques sont localement granoclassées indiquant une polarité vers le nord. Les formations de fer se retrouvent sous la forme de lits d’oxydes de fer, de jaspes et de cherts. Les roches volcaniques sont de composition basaltique, d’affinité tholéiitique, avec une signature géochimique de type N-MORB. Des intrusions porphyriques à quartz et feldspath, de composition felsique à intermédiaire et d’affinité calco-alcaline, sont aussi retrouvées exclusivement dans la partie volcanique. Les roches encaissant le dépôt sont imprégnées d’une forte schistosité principale (Sp) pénétrante E-W à pendage fort vers le sud et d’une linéation d’étirement (Lé) subverticale compatibles avec l’épisode de raccourcissement D1. Les roches montrent aussi un clivage de crénulation (Sp+1) recoupant la schistosité principale, en relation avec du coulissage dextre le long de la faille Vezza et compatible avec l’événement de coulissage dextre D2. Les relations entre les minéraux d’altération et la schistosité observées en lames minces suggèrent que la minéralisation est synchrone à la déformation. L’anisotropie verticale de la linéation d’étirement est accentuée par son parallélisme avec la linéation d’intersection entre Sp et Sp+1. Les altérations qui caractérisent le dépôt et le système hydrothermal sont la carbonatation, la silicification, la séricitisation, la chloritisation, la fuchsitisation, l’épidotisation et la présence locale de tourmaline. Ces minéraux d’altération se retrouvent dans l’enveloppe minéralisée, où leur proportion atteint son apogée et celle-ci décroit progressivement en périphérie de la zone minéralisée formant ainsi un large halo. Une zonalité de la composition des carbonates, où les carbonates de fer sont proximaux à la minéralisation, est bien développée. La minéralisation aurifère représente une zone de forte carbonatation et silicification d’aspect invasif au sein d’un grauwacke localement interdigité avec des argilites et des reliquats de formations de fer, le long du contact avec les roches volcaniques. Le corps minéralisé s’étend latéralement sur plus de 450 m par 750 m de profondeur avec une épaisseur variant de 1 à 10 m. Des disséminations de pyrite, arsénopyrite et en moindre proportion de pyrrhotite définissent le minerai. Les vecteurs minéralisés (zones de plus forte teneur et de plus large épaisseur) sont formés en lien avec des zones de virgation compatibles avec un mouvement dextre (D2) lors de la minéralisation. L’or et l’argent sont les deux seuls métaux retrouvés en proportion économique et les analyses de la minéralisation révèlent un rapport Au/Ag de 4,4. Les bilans de masses réalisés sur les grauwackes indiquent un apport considérable en carbonates, couplé à un enrichissement en silice, fer, sodium, et une signature métallique en As-Mo-W-Cu. L’étude des oxydes et sulfures au LA-ICP-MS révèle une signature métallique en Ag-As-W-Mo-Cu-Pb-Sb-Bi associée à la minéralisation. La majeure partie de l’or est finement disséminée dans les pyrites-arsénopyrites et les proportions d’or libre sont minimales. Les bordures des grains de pyrites sont dépourvues d’or et du cortège métallique, ce qui souligne une évolution du système hydrothermal. Les analyses effectuées sur les inclusions fluides indiquent un fluide composé majoritairement de CO2, CH4, N2, C2H6 et H2 avec peu d’eau. Les inclusions fluides sont monophasées, ce qui suggère que l’ébullition (séparation de phases) n’est pas le mécanisme prépondérant pour précipiter l’or. Les diverses données acquises au cours de cette étude permettent de proposer un modèle de formation dans lequel le contact entre les roches sédimentaires et les roches volcaniques est une faille inverse dans le nez d’un pli régional synclinal déversé, expliquant ainsi la polarité inversée des sédiments et l’absence de dykes dans ces derniers. La déformation principale (D1) engendre l’étirement vertical à l’origine de la plomberie du système hydrothermal. Le coulissage dextre de la seconde déformation (D2) permet de former des dilatations le long de la structure chevauchante ce qui permet l’écoulement de fluides hydrothermaux pressurisés. Les formations de fer le long de la structure chevauchante déstabilisent les fluides hydrothermaux ce qui a induit la précipitation l’or au fur et à mesure que les oxydes sont transformés en sulfures. La zone aurifère, qui est essentiellement le résultat d’une imprégnation hydrothermale invasive, se forme donc en réponse à un coulissage dextre le long d’une structure inverse préexistante, offrant des possibilités de précipitation de l’or par remplacement des oxydes de fer. Ces particularités expliquent pourquoi la minéralisation à Vezza correspond à une zone de remplacement hydrothermale plutôt qu’à une simple veine de quartz aurifère classique