Géologie de la Mine East-Sullivan, Abitibi-Est, Val-d'Or, Québec

CHAPITRE IV ALTÉRATION ET MINÉRALISATION DU GISEMENT DE EAST-SULLIVAN

4.1 MINÉRAUX D'ALTÉRATION

L'étude des altérations est un élément important dans la caractérisation des dépôts de sulfures massifs volcanogènes et aussi dans la détermination des conditions physico-chimiques des fluides minéralisateurs. La chronologie des suites d'altération est basée sur des relations de recoupement entre les veines ou veinules et les associations de celles-ci avec les altérations diffuses. Les unités proches de la minéralisation de East-Sullivan sont affectées par une série d'altérations diffuses composées principalement de chlorite et d'épidote clinozoïsite. Outre ces deux altérations principales, plusieurs minéraux mineurs sont présents : ce sont la séricite, les carbonates et la biotite, cette dernière originant d'un remplacement métamorphique de la séricite hydrothermale.

4.1.1 Séricite et biotite

La séricite (formule simplifiée : K1.5Al4(Si8-1.5,Al1.5)O20(OH)4) se présente en petites paillettes disséminées dans la matrice cryptocristalline des rhyolites massives et bréchiques, et parfois associée au leucoxène (planche 2.5b). La séricite peut aussi être visible en cristaux idiomorphes associés à l'altération de chlorite et à la minéralisation disséminée toujours dans les rhyolites (planche 2.7 et 4.1). La séricite est presque toujours séparée physiquement de la biotite.

Planche 4.1 : Altération proximale de l'encaissant felsique massif par l'assemblage quartz-chlorite-séricite.

La séricitisation représente la première étape d'altération hydrothermale précoce des roches felsiques. Cette étape d'altération initiale peut facilement être oblitéré par les phases d'altération subséquentes. La réaction de l'eau de mer avec les unités de roches volcaniques felsiques qui sont encore chaudes, peu profondes et plus ou moins perméables produit la séricite. Cette réaction est l'étape initiale du lessivage des éléments alcalins comme le potassium contenu dans les roches. Elle a aussi pour effet de diminuer le pH de l'eau de mer et de faire précipiter une partie de son sodium (Hajash et Chandler 1981). La séricitisation est aussi la première étape d'augmentation de la porosité de la roche initiale. La solution riche en potassium qui en résulte en chauffant migre vers le haut et commence à transformer les plagioclases en séricite et quartz.

La biotite (formule alumineuse simplifiée : K2(Mg,Fe2+)4Al2[Si4Al4O20](OH)4) est l'autre mica présent en quantité appréciable aux environs de la mine East-Sullivan. Grâce à sa couleur brune, elle se reconnaît facilement en affleurement et en lame mince (planche 2.6b). Les cristaux de biotite souvent associés à l'épidote sont présents sous forme de plaquettes localisées surtout au niveau des phénocristaux de feldspath dans les andésites et les rhyolites. Cette altération présente seulement au nord de la mine East-Sullivan a été nommée altération " zébrée " soulignant son arrangement qui mime la schistosité en formant des alignements bruns sinueux plus ou moins continus.

Le développement de la biotite dans la roche est communément associé à celui de la séricite, mais cette dernière à un champ de stabilité plus restreint. La biotite de East-Sullivan est cependant le résultat de la transformation métamorphique des roches intermédiaires d'affinité calco-alcaline (Deer et al. 1992). Lorsque le métamorphisme dépasse le grade des schistes verts pour se déplacer vers celui des amphibolites, la muscovite est transformée en biotite par l'ingestion de calcium selon la réaction 4.1.

Réaction 4.1 muscovite + amphibole calcique = biotite + quartz + H2O

Cette transformation explique en partie la quantité importante de biotite visible dans les unités de volcanoclastites intermédiaires de la Formation de Val-d'Or. Les roches volcanoclastiques sont en effet localisées dans l'auréole de métamorphisme de contact du stock de East-Sullivan.

4.1.2 Chlorite

La chlorite (formule générale : (Mg,Fe2+,Fe3+,Mn,Al)12[(Si,Al)8O20](OH)16) est présente dans la majorité des échantillons sous forme de porphyroblastes de composition magnésienne à biréfringence brune (Yardley et al. 1990). Cette présence à moins de 10 % est normale pour des roches volcaniques au grade des schistes verts. Sa présence est par contre beaucoup plus importante près du gisement. Deux occurrences de petites brèches chloriteuses sont observables. La première est située aux abords de la mine; elle recoupe les laves massives; c'est une brèche à fragments anguleux (planche 4.2a) de laves felsiques lessivées blanches qui flottent dans une matrice verte. Dans cette brèche (affleurement 97-Sl-1031), la chlorite (75 %) constitue avec de l'actinolite (10 %), des carbonates (10 %) et des traces de biotite, la matrice où flottent les fragments rhyolitiques détachés de dimension centimétrique. La chlorite est en cristaux poeciloblastiques avec de nombreuses inclusions d'actinolite dispersées en forme d'aiguilles. La deuxième localisation de brèche chloriteuse est située sur l'affleurement 98-SL-1102 (figure 2.5). Sa composition et son aspect sont similaires mais de dimension beaucoup moins importante, moins de 10 cm contre près de 1 m d'épaisseur pour la première.

Planche 4.2 : Brèches d'altération hydrothermale aux environs du gisement.

Sous le gisement, dans les coulées intermédiaires massives (ex : affleurements 97-SL-1076 et 97-SL-1077), la chlorite est présente dans des veinules millimétriques. Ces veinules noires en affleurement et qui semblent très précoces au moyen de leur recoupement ont les parois bordées de chlorite et un coeur en épidote (planche 4.3).

Planche 4.3 : Altération proximale des laves intermédiaires massives sous-jacentes à la minéralisation par l'assemblage quartz-épidote-chlorite en fines veinules.

Dans les coulées felsiques massives qui présentent des sulfures disséminés, la chlorite a une biréfringence bleu, indicatrice de composition ferrifère (Thompson et Thompson 1996) et remplace avec la muscovite-séricite la majorité de la matrice cryptocristaline. Ces bancs de chlorite massive sont constitués de petits cristaux idiomorphes coalescents. La chlorite est aussi directement associée au minerai de sulfures massifs. Dans ces cas, elle forme la majorité de la gangue, dispersée en grandes plages de cristaux idiomorphes ou en amas sphéroliques et le plus souvent associée au minerai de zinc.

Un total de 31 analyses à la microsonde électronique a été effectué sur les chlorites provenant de l'encaissant et de la minéralisation. Le résumé des résultats est présenté au tableau 4.1 et les résultats complets sont disponibles à l'annexe 4. La majorité des chlorites (figure 4.1a) sont de l'espèce ripidolite et quelques-unes de l'espèce pycnochlorite (Hey 1954). Les ripidolites sont assez pauvres en magnésium. Leur rapport Fe/(Fe+Mg) varient de 0,36 à 0,65. Les chlorites qui sont incluses dans les échantillons de sulfures massifs ont des ratios supérieurs à 0,5 et celles associées au sulfures disséminés sont sous ces valeurs. Les quelques représentants de pycnochlorite proviennent d'échantillons situés sous le gisement.

Tableau 4.1 : Composition moyenne des chlorites selon les analyses à la microsonde.
Figure 4.1 : Classification et comparaison des chlorites de East-Sullivan selon Hey (1954).

4.1.3 Silice

La silicification constitue l'altération cryptique de East-Sullivan. Si une telle silicification affecte les rhyolites de East-Sullivan, leur aspect massif et felsique en interdit l'appréciation aussi bien en affleurement (planche 2.4) qu'en lames minces (planche 2.5). De plus, les roches recouvrant immédiatement le gisement, soit les laves mafiques de la Formation de Héva, ne sont pas accessibles au niveau du gisement. Le modèle classique des gisements de sulfures massifs volcanogènes prédit la présence d'une silicification résultant des processus hydrothermaux intrinsèques, généralement présente sous la forme d'une zone d'altération semi-concordante latéralement au gisement et dans la roche sus-jacente (Galley 1993; Franklin 1996; Franklin et al. 1997).

Deux indices permettent cependant de soutenir la présence d'une silicification. Le premier est la présence d'amygdules de quartz sur de nombreux fragments vésiculaires dans les volcanoclastites de East-Sullivan (planche 2.13). Ce quartz secondaire a rempli les vésicules contenant du gaz à l'origine suite à la mise en place des unités volcanoclastiques.

L'autre indice est l'apparent gain de masse qui a affecté principalement les unités rhyolitiques. Par exemple, sur un diagramme de Al2O3 en fonction de Zr (figure 4.2a), les rhyolites montrent une déviation de la ligne de fractionnement linéaire (ligne pleine), indicateur d'un gain de masse (Barrett et al. 1993; Barrett et al. 1994). Trois lignes d'altération correspondant aux andésites et aux deux types de rhyolites sont également montrées à la figure 4.2a. Le gain de masse affecte particulièrement les rhyolites moins différenciées, alors que les autres montrent même une légère perte potentielle. Les rapports de SiO2 sur Zr abondent dans le même sens (figure 4.2b) avec les mêmes variations de masse. Le gain important en silice pour les rhyolites peu différenciées et pour les andésites est responsable de la déviation de la ligne de fractionnement visible dans le rapport Al2O3/Zr. L'alignement dans le diagramme La-Zr (figure 3.7b) indique aussi que les roches altérées n'ont pas subi de remobilisation importante des éléments du groupe des terres rares. L'existence de deux séries distinctes séparant les andésites et les rhyolites est visible sur le diagramme TiO2 versus Zr (figure 4.2c). Les rhyolites ont un rapport Zr/TiO2 d'environ 200 alors que les andésites ont un ratio de 50. Ces valeurs placent les andésites dans le champ des andésites basaltiques. Un rapport de 200 pour les rhyolites les place entre les champs des rhyolites B et des andésites. Ces rapports ne sont pas en contradiction avec les compositions qui s'étalent entre les dacites et les rhyolites pour les roches felsiques de East-Sullivan (figure 3.2a) (Winchester et Floyd 1977). Par contre, il se peut que ces deux séries de rhyolites n'en soient en fait qu'une seule mais sous l'influence de changements de masse différents.

Figure 4.2 : Caractérisation du changement de masse associé à l'altération.

4.1.4 Carbonate

La carbonatation est l'altération qui est la plus apparente sur certains affleurements près du gisement (planche 2.8). Elle est cependant difficile à observer en lames minces et dans les analyses lithogéochimiques. Il semble que les affleurements ne font que montrer des vestiges d'altération en carbonate, la majorité des carbonates ayant disparu. Lorsque observés en lame mince, les carbonates sont toujours accompagnés d'épidote (planche 4.4) et sont tous plus ou moins recristallisés en grand cristaux clivés à forte réfringence. Le carbonate présent à East-Sullivan remplit surtout les cavités laissées libres par la silice et les autres minéraux d'altération.

Planche 4.4 : Altération proximale des laves intermédiaires massives sous-jacentes à la minéralisation par l'assemblage carbonate-épidote.

Avec pour objectif de vérifier la composition des carbonates, 11 colorations ont été faites sur des échantillons macroscopiques qui semblaient en contenir. La méthode employée est une version modifiée de celle proposée par Dickson (1966). La solution est un mélange de 200 mg d'alizarin rouge et de 2 g de ferrocyanure de potassium dans 200 ml d'acide chlorhydrique à 1,5 %. Les résultats (annexe 11) peu probants de ces colorations ont partiellement montré que certaines amygdules et veinules contiennent des carbonates peu ferrifères. Les observations microscopiques éliminent d'emblée la sidérite (FeCO3). Les carbonates sont donc soit de l'ankérite (MgCO3) ou un mélange d'ankérite et de calcite (CaCO3).

4.1.5 Épidote

Peu visible en affleurements, l'épidote domine cependant en abondance relative. Certaines roches sont complètement transformées en épidote massive (planche 4.5), clinozoïsite et pistachite (MacKenzie et Guilford 1980).

Planche 4.5 : Altération proximale des laves intermédiaires massives sous-jacentes à la minéralisation par de l'épidote massive.

Toutes les volcanoclastites de l'édifice felsique inférieur et celles des roches volcanoclastiques de la Formation de Val-d'Or sont recoupées par un assemblage de biotite métamorphique et d'épidote aligné avec la schistosité dans un arrangement diffus. Cette altération caractéristique est restreinte à un rayon de 500 m autour du stock de East-Sullivan.

Le résumé des résultats d'analyses à la microsonde électronique, faites sur 59 grains d'épidote, est présenté au tableau 4.2, alors que les résultats complets sont disponibles à l'annexe 5. La teneur de SiO2 des épidotes analysées s'étale de 37,5 % à 41 % avec une moyenne de 38,4 %. Les rapports Fe/(Fe+Al) montrent (figure 4.3a) des valeurs qui s'étalent en majorité de la pistachite parfaite à 0,324 vers la clinozoïsite (Deer et al. 1986). La pistachite Ca2Fe3+Al2Si3O12(OH) montre moins de 2% de substitution de Fe pour le Mg (figure 4.3b), ce qui correspond à une bonne cristallisation (Deer et al. 1992).

Tableau 4.2 : Composition moyenne des épidotes selon les analyses à la microsonde.

L'épidote est visible sous deux aspects qui se sont mis en place à des époques différentes, en veinules et massives. Les veinules montrent une phase précoce d'altération associée au début avec la chloritisation (planche 4.3) pour ensuite se poursuivre seule. Cette relation est soutenue par des petites veinules d'épidote qui recoupent les plus grosses composées de chlorite-épidote (planche 4.3). L'épidote massive représente principalement la transformation tardive associée au métamorphisme de contact de grade amphibolite. Tout comme celles de East-Sullivan (figure 4.3a), les épidotes qui se forment à haute température montrent des variations de teneur en Fe3+ continue sur tout leur champ de stabilité (Deer et al. 1992). L'étape de transformation métamorphique (réaction 4.2) explique aussi la disparition en grande partie de la calcite (CaCO3) (Deer et al. 1986).

Réaction 4.2 plagioclases calcique + calcite + H2O = zoisite + plagioclase + CO2

Figure 4.3 : Caractérisation chimique des épidotes de East-Sullivan.

Les mêmes phénomènes de transformation métamorphique au faciès amphibolite expliquent l'assemblage biotite-épidote (réaction 4.3). C'est cet assemblage qui forme l'altération " zébrée " visible dans les volcanoclastites intermédiaires de la Formation de Val-d'Or à la base de la stratigraphie de la mine East-Sullivan.

Réaction 4.3 muscovite + chlorite + calcite + H2O = biotite + zoisite + H2O + CO2

Les analyses géochimiques des éléments majeurs ont aussi révélé l'importance de la dévolatilisation qu'a subie l'encaissant de la mine East-Sullivan. Cette zone dévolatilisée par la mise en place du pluton correspond exactement à la zone d'épidotisation. Le calcium des carbonates présent initialement dans ces roches semble donc avoir été récupéré lors de la formation d'épidote. Cette épidote tardive ne serait donc pas reliée à la mise en place du gisement.

4.2 DISTRIBUTION SPATIALE DE LA MINÉRALISATION

La minéralisation de East-Sullivan consiste en seize lentilles de sulfures massifs à semi-massifs cuprifères et de huit lentilles ayant une plus forte concentration en zinc (tableau 4.3). Les lentilles présentes jusqu'à une profondeur de 750 m ont un axe long vertical et des épaisseurs maximum de 75 m. La majorité des lentilles cuprifères sont généralement sub-concordantes aux unités felsiques. Les lentilles les plus importantes, soit les lentilles A, B et C (figure 4.4), sont complètement encaissées à l'intérieur d'une unité de tufs (figures 2.3 et 2.4) (Tremblay 1994). La lentille A plonge vers l'Ouest alors que les lentilles B et C plongent vers l'Est en profondeur. Les lentilles zincifères ont une distribution restreinte à la base stratigraphique du gisement et semblent recouper les unités felsiques et intermédiaires (figure 2.3). Des réseaux de veines (stockwerk) sont mentionnés (Assad 1958) mais sans description poussée. Ce dernier habitus de la minéralisation semble de moindre importance économique.

Tableau 4.3 : Composition moyenne des différentes lentilles de la mine East-Sullivan.
Lentille Extrait Cu Zn Au Ag Minéralisation Encaissant
t % % once/t once/t
A 3 192 023 1,300 1,394 0,017 0,323 Cpy-Po Agglomérat
B 3 261 933 1,708 1,397 0,020 0,557 Cpy-Po-Sp-Py Tuf
C 3 818 666 1,054 0,084 0,004 0,163 Cpy-Po Tuf
D 167 736 1,560 2,640 0,024 0,840 Sp-Py Agglomérat
E 26 654 0,390 4,140 0,021 0,590 Sp-Py Tuf
F 10 332 0,450 6,070 0,023 1,000 Sp-Py
G 130 690 0,455 3,980 0,022 1,457 Sp-Py Agglomérat
H 165 553 0,554 4,844 0,024 1,086 Sp-Py Agglomérat
J1 538 546 0,562 0,042 0,022 0,163 Cpy-Po
J2 1 108 338 0,583 0,043 0,003 0,155 Cpy-Po
J3 27 551 0,590 nd 0,011 0,159
K 563 960 0,769 0,007 0,003 0,184 Cpy-Po
L M 115 512 0,705 0,262 0,004 0,158 Cpy-Po
N 123 644 0,770 0,020 0,004 0,200 Cpy-Po
P 281 223 0,520 1,050 0,007 0,290 Cpy-Po
Q 1 304 921 0,523 0,036 0,002 0,119 Cpy-Po
R 719 442 0,730 0,064 0,022 0,190 Cpy-Po
S 109 509 0,741 0,038 0,046 0,158 Cpy-Po
T 52 596 0,810 0,020 0,004 0,180 Cpy-Po
U 35 546 0,603 0,097 0,004 0,502
V 39 325 0,841 nd 0,002 0,108
X 61 913 0,658 0,018 0,000 0,098
Y   36 440   0,738   0,089   0,003   0,328        
Total   15 892 053                        


Figure 4.4 : Plan composite du niveau et de composition des lentilles minéralisées. Modifié de Tremblay (1994).

La minéralisation est recoupée à l'Est par le Stock de East-Sullivan, au Sud-Est par la diorite de Bourlamaque et au Sud-Ouest par le porphyre feldspathique de East-Sullivan. Des parties semi-digérées de sulfures massifs ont été retrouvées à l'intérieur du pluton dans la partie adjacente au gisement (Assad 1958). Une zone de cisaillement orientée est-ouest est présente au niveau de l'éponte inférieure du gisement dans une unité lithologique décrite comme une coulée fragmentaire (Assad 1958; Tremblay 1994). Les unités lithologiques qui encaissent la minéralisation sont recoupées par plusieurs failles mineures mais l'intensité de la déformation demeure faible. De bonnes descriptions du minerai ont été faites par Assad (1958) et sont corroborées par des observations sur les fragments de sulfures massifs récupérés dans le parc à résidus. La minéralisation se subdivise principalement en deux types d'assemblages de sulfures ; 1) sphalérite-pyrite et 2) chalcopyrite-pyrrhotite (pyrite).

4.3 MINERALISATION DE SULFURES

4.3.1 Échantillonnage des sulfures

Le fait que la mine East-Sullivan soit fermée depuis 1966 est l'obstacle le plus important à l'étude de sa minéralisation. La seule occurrence " in situ " de la minéralisation est l'extension sommitale de la lentille E à l'est de la fosse à ciel ouvert. Elle est représentée par un petit chapeau de pyrite semi-massive fortement altérée qui affleure sur moins de 2 m carré.

Sous ces contraintes, l'étude de la minéralisation de East-Sullivan s'est faite sur quelques morceaux de sulfures massifs récupérés dans le parc à résidus et dont l'origine exacte est indéterminable. Selon la documentation disponible au sujet de la minéralisation (Assad 1958; Bérubé 1974; Tremblay 1994), il apparaît que les trois principaux types de minéralisation économique ont cependant été récupérés lors de l'échantillonnage. Des exemples de la minéralisation de sphalérite-pyrite, de celle de chalcopyrite-pyrrhotite (pyrite) ainsi que du mélange des deux types ont été étudiés. En plus des sulfures massifs, plusieurs échantillons de sulfures disséminés ont été récupérés en affleurement (97-SL-1080 et 97-SL-1081) et dans le parc à résidus. Cet ensemble d'échantillons semble donc être représentatif de la minéralisation présente à la mine East-Sullivan.

4.3.2 Sulfures disséminés

Une minéralisation en chalcopyrite (CuFeS2) et pyrite (FeS2) disséminées qui représente l'extension stérile de la minéralisation est accessible dans les rhyolites de l'éponte est du gisement (planche 4.6a). Les sulfures disséminés sont répartis de façon inégale dans une gangue de quartz-chlorite (planche 4.1). Les variétés présentes sont pyrite, chalcopyrite et sphalérite (ZnS) généralement en cristaux isolés avec peu de contact entre les différentes espèces (planche 4.6b). En lame mince, l'encaissant est altéré au point où son protolite serait impossible à identifier sans les affleurements. Les altérations dominantes sont la silicification et la chloritisation.

Planche 4.6 : Texture de la minéralisation de pyrite disséminée proximale au gisement.

4.3.3 Assemblage pyrite-sphalérite

Restreint à la partie nord du gisement et généralement discordant par rapport aux unités volcaniques (figure 4.4), cet assemblage est dominant dans les lentilles E, G, W et une partie de la lentille B. Le minerai observé a généralement une texture massive et montre un rubanement de pyrite et de sphalérite en alternance (planche 4.7a). Les sulfures sont composés d'environ 50 % de sphalérite, 40 % de pyrite et des traces de chalcopyrite, pyrrhotite (FeS), magnétite (Fe2+Fe3+2O4) et galène (PbS) (planche 4.7b). La sphalérite montre de nombreux chapelets d'exsolution de chalcopyrite suivant les plans cristallins (planche 4.8). La pyrite est, la plupart du temps, en cristaux idiomorphes isolés au milieu de la sphalérite avec des joints triples à 120°. La gangue est fortement chloritisée et elle est plus abondante que dans l'assemblage chalcopyrite-pyrrhotite (pyrite) (planche 4.8).

Planche 4.7 : Textures rubanées de recristallisation dans la minéralisation, assemblage sphalérite-pyrite.

Planche 4.8 : Minéraux associés accessoirement avec l'assemblage de sphalérite-pyrite.

Le résumé des résultats des analyses chimiques effectuées à la microsonde électronique sur les différents grains de sphalérite est présenté au tableau 4.4 et les résultats complets à l'annexe 6. Les compositions des sphalérites (figure 4.5) varient approximativement de 59 % à près de 68 % de zinc et de 1 % à 7 % de fer. Des concentrations traces de près de 1 ppm de cadmium sont présentes dans les échantillons de sulfures massifs alors que les échantillons provenant de l'encaissant en ont la moitié moins. Le contenu en fer des sphalérites qui coexistent avec de la pyrite et de la pyrrhotite est une information importante pour identifier la température de formation des sulfures (Scott et Barnes 1971; Scott 1983). À East-Sullivan, les sphalérites à faible concentration en fer sont associées aux faciès de pyrite disséminée et de chalcopyrite-pyrrhotite (pyrite). Celles qui ont une haute teneur en fer proviennent des faciès à sphalérite-pyrite massives.

Tableau 4.4 : Composition moyenne des sphalérites selon les analyses à la microsonde.
Figure 4.5 : Composition chimique des sphalérites de East-Sullivan.

4.3.4 Assemblage chalcopyrite-pyrrhotite (pyrite)

Historiquement cet assemblage de sulfures est le plus courant à la mine East-Sullivan et représente la minéralisation des lentilles principales A, C et une partie de B. Le minerai se compose d'un assemblage de chalcopyrite et de pyrrhotite (FeS) avec des traces de pyrite, de sphalérite et de magnétite et des trace d'or. Dans la plupart des échantillons récupérés, la pyrite domine en quantité la pyrrhotite. Les basses teneurs de cuivre indiquées par les rapports de la mine (tableau 1.2) laissent aussi supposer que la pyrite se devait d'être beaucoup plus abondante que ce que décrit Assad (1958). Les échantillons à chalcopyrite-pyrrhotite-pyrite qui ont été récupérés, montrent des valeurs de 50 à 70 % de pyrite, 7 à 25 % de chalcopyrite et toujours moins de 10 % de pyrrhotite. L'aspect le plus commun pour le minerai riche est un assemblage de pyrite idiomorphe dans une matrice de chalcopyrite (planche 4.9a demi droite). Cette recristallisation plus ou moins prononcée des sulfures, avec de la pyrite de forme cubique et hexagonale est caractéristique de tous les échantillons observés à la mine East-Sullivan. De nombreux grains de pyrite présentent des joints polygonaux avec des angles interfaciaux de 120°.

Planche 4.9 : Textures colloformes primaires dans la pyrite et la chalcopyrite.

Quelques échantillons ont une meilleure préservation de leurs textures originelles précoces de nature colloïdale. Il est possible d'identifier des textures de pyrite sphéroïdales radiées (planche 4.9b) et des nodules de pyrite et de chalcopyrite colloformes concentriques (planche 4.9a et 4.10). Les textures concentriques montrent nettement une zonation texturale du centre vers l'extérieur. Des porphyroblastes de pyrite présentant une texture étoilée sont aussi présents. Les plus gros grains de pyrite sont généralement remplis de petites inclusions ou de défauts dans la cristallisation, qui sont soulignés par une variation de leur réflectance (planches 4.9 et 4.11). Ces grains plus gros qui ne sont pas encore recristallisés montrent dans leur frange des débuts de remplacement de l'extérieur vers l'intérieur le long des axes fibro-radiés (planche 4.11a).

Planche 4.10 : Nodules colloformes reliquaires de pyrite et de chalcopyrite.

Planche 4.11 : Minéralisation en or associée avec des textures colloformes primaires dans les sulfures massifs de l'assemblage pyrite-chalcopyrite.

Le résumé des résultats des analyses chimiques effectuées à la microsonde électronique sur les différents grains de pyrite est présenté au tableau 4.5 et les résultats complets sont disponibles à l'annexes 7. Des traverses ont été faites sur les plus gros (300 à 2000 µm) grains à textures colloformes. Leur localisation et les résultats sont présentés aux figures 4.6 et 4.7. Les variations dans la structure interne et les faibles changements de couleur et de texture observés dans les pyrites colloformes ne semblent pas être liés à des variations chimiques. Des variations de composition importantes sont cependant visibles d'un échantillon à l'autre (figure 4.8). Les pyrites disséminées montrent une composition plus pure s'approchant de la formule idéale FeS2. Les pyrites qui sont dans les masses de sulfures massifs montrent de nombreuses impuretés dont près de 0,2 % d'arsenic (figure 4.8b). Les éléments traces les plus courants dans la pyrite sont le cuivre, le cobalt et l'or.

Tableau 4.5 : Composition moyenne des pyrites selon les analyses à la microsonde.
Figure 4.6 : Profils des métaux faits sur des grains de pyrites colloformes de l'échantillon de sulfures massifs SL-A.

Figure 4.7 : Profils des métaux faits sur des grains de pyrites colloformes des échantillon de sulfures massifs SL-B et SL-D.

Figure 4.8 : Composition chimique des pyrites de East-Sullivan.

D'après les analyses de différents échantillons, la chalcopyrite a une composition relativement homogène. Des inclusions de sphalérite viennent tout au plus ajouter des anomalies en zinc, ce qui n'est pas une variation intrinsèque de composition de la chalcopyrite. Les résultats complets des analyses chimiques effectuées à la microsonde électronique sur les différents grains de chalcopyrite sont présentés à l'annexe 8.

Des grains d'or de moins de 15 microns sont aussi visibles de façon épisodique (planche 4.11b). Ces micro-pépites sont en contact avec des grains de sphalérite, de pyrrhotite et de la chalcopyrite.Quelques échantillons montrent la chalcopyrite et la pyrrhotite sous forme de veinules qui remplacent la pyrite maintenant en cristaux résiduels (planche 4.12). La pyrite résiduelle idiomorphe se retrouve en îlots isolés au sein de l'assemblage de chalcopyrite-pyrrhotite et n'est plus en contact avec la gangue quartzo-feldspathique.

Planche 4.12 : Textures de raffinage de zone de la minéralisation, assemblage chalcopyrite-pyrrhotite (pyrite).

4.3.5 Assemblage mixte

L'assemblage mixte (sphalérite-pyrite-chalcopyrite-pyrrhotite) se présente sous une faible granulométrie soit 200 à 800 microns (planche 4.13). Tous les sulfures sont mélangés et en contact avec les autres avec des îlots de gangue chloriteuse. Il y a nettement deux générations de pyrite dans cet assemblage, une génération de cristaux idiomorphes sans inclusion et une génération de pyrite crustiforme avec de nombreuses inclusions de sphalérite et de chalcopyrite (planche 4.13b). La sphalérite a ici encore des inclusions de chalcopyrite. La chalcopyrite se présente surtout de façon interstitielle à la sphalérite même si elle n'est pas restreinte à ce seul contact. La pyrrhotite est le principal sulfure associé de près à la gangue. Elle est en contact avec les plages de gangue et elle en contient des inclusions.

Planche 4.13 : Assemblage de sulfures pyrite-sphalérite-chalcopyrite-pyrrhotite.

Cet assemblage mixte est le résultat de l'intersection des deux types de minéralisation. Les nombreuses inclusions dans les sulfures et les deux générations de pyrite indiquent un recoupement d'une lentille de l'assemblage chalcopyrite-pyrrhotite (pyrite) et une autre plus tardive de l'assemblage pyrite-sphalérite.

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