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

RÉSUMÉ

Le Groupe de Louvicourt, compris dans la Zone Volcanique Sud de la sous-Province de l'Abitibi, est l'hôte de plusieurs gisements de sulfures massifs volcanogènes (gîtes Louvem, Manitou, Louvicourt, Dunraine et East-Sullivan) totalisant collectivement plus de 50 Mt. La production du gîte de East-Sullivan, lequel fait l'objet de cette étude, a atteint 16,4 Mt @ 1,03% Cu, 0,7% Zn, 0,3g/t Au et 9,6g/t Ag. Le Groupe de Louvicourt est constitué de roches volcano-sédimentaires appartenant à la Formation de Val-d'Or (âge de 2704 +/-2 Ma, suite géochimique évoluant de transitionnelle à calco-alcaline) et de la Formation de Héva (âge de 2702 +/-1 Ma, suite géochimique tholéiitique).

La mine East-Sullivan est située au sommet de la Formation de Val-d'Or. La séquence stratigraphique contenant ce gîte forme un empilement homoclinal à polarité sud. La séquence stratigraphique de la mine East-Sullivan débute, à sa base, avec les volcanites calco-alcalines de la Formation de Val-d'Or des volcanoclastites mafiques à intermédiaires (d'une puissance >1 km), de coulées massives et lobées de composition intermédiaire à felsique (500 m), de laves coussinées intermédiaires (25 m) et de tufs fins de composition felsique (25 m). Les tufs fins sont recouverts par une unité de lave mafique massive tholéiitique de la Formation de Héva, qui scelle le système minéralisateur du gîte East-Sullivan. À l'Est, les différents faciès monzonitiques porphyriques du Stock de East-Sullivan (2684 +/-1 Ma) recoupe régionalement la séquence stratigraphique de la mine ainsi que la minéralisation. Au sud, le gisement est tronqué par deux séries de dykes porphyriques dioritiques, une première étant associée à la mise en place de la Formation de Héva et l'autre avec l'intrusion du Stock de East-Sullivan.

Le niveau hôte de la minéralisation se détails en coulées felsiques massives (10-70m), lobés (<1m) et bréchique, elles sont peu vésiculaires et aphanitiques. Ces coulées felsiques sont interlitées avec des coulées intermédiaires vésiculaires à phénocristaux de plagioclases. Ces dernières ont des aspects massifs (5-10m), coussinées (<10m) et de brèches de coussins (<5m). Du matériel volcanoclastiques felsiques autoclastique et remanié est associé aux lobes felsiques. Le matériel remanié est une suite de lits turbiditiques de haute densité. La séquence montre une alternance de lits massifs granoclassés (Ta) (10-50 cm) et de lits à laminations parallèles de traction (Tb) (20 cm) et de suspension (Td) (5-10 cm) déposé en discodance érosive sur des lits de brèches de lobes autoclastique.

La minéralisation, d'origine synvolcanique, est associée à la fracturation et au remplacement des unités volcanoclastiques tufacées et massives felsiques. Le minerai, dispersé dans une vingtaine de lentilles, peut être regroupé sous trois principaux assemblages minéralogiques et une phase mineure. Ces assemblages sont : 1) sphalérite-pyrite (0,5 Mt); 2) chalcopyrite-pyrrhotite (12 Mt); et 3) chalcopyrite-pyrrhotite-sphalérite-pyrite (3,2 Mt). L'assemblage mineur est illustré par la pyrite colloforme (0,1 Mt) qui s'est développée au tout début du système hydrothermal.

L'étude minéralogique des différentes phases de la minéralisation démontre que la mine East-Sullivan est le résultat de deux époques minéralisatrices distinctes. La première phase est le résultat du développement d'un système hydrothermal complet jusqu'à sa maturité, avec des minéralisations finales de hautes températures (>300 °C). Cette phase est représentée par l'assemblage chalcopyrite-pyrrhotite qui résulte de l'enrichissement en cuivre successif des assemblages pyriteux initiaux. Elle prend place dans un environnement dominé par la construction du centre volcanique felsique, lequel est constitué de lobes felsiques massifs et d'un abondant matériel volcanoclastique. Un hiatus dans le système hydrothermal de la mine ES intervient ensuite, en raison de la transition d'un environnement d'arcs (Fm. de Val-d'Or) vers un environnement de planchers océaniques en extension (Fm,. de Héva). La seconde phase de minéralisation qui se dépose par la suite est de température moindre car le système hydrothermal ne se restaure pas efficacement. Cette minéralisation est représentée par l'assemblage sphalérite-pyrite, lequel recoupe les lentilles de chalcopyrite-pyrrhotite et les unités felsiques. Ce recoupement des lentilles minéralisées préexistantes produit l'assemblage mixte chalcopyrite-pyrrhotite-sphalérite-pyrite.

L'altération hydrothermale entourant le gisement East-Sullivan est caractérisée par la présence de séricite et de chlorite. Le Stock de East-Sullivan est pour sa part la cause d'une auréole métamorphique tardive d'une puissance d'environ 500 m qui englobe le gisement East-Sullivan et les volcanites immédiatement adjacentes. Cette auréole présente un métamorphisme au grade amphibolite et une altération dominée par l'épidote. L'absence de l'identification d'une zone lessivée en éléments alcalins dans la séquence de la mine ES laisse supposer que la cheminée d'altération est située soit en profondeur, soit détruite par la mise en place du pluton.

La mine East-Sullivan est représentative des gisements de sulfures massifs volcanogènes retrouvés dans la sous-Province de l'Abitibi. Les natures des altérations et des faciès volcaniques permettent de définir le gisement de East-Sullivan comme étant de type "Noranda discordant" ou encore de type "bimodal-mafique" dominant.


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Photo haut de page : Les directeurs de la East Sullivan vers 1949, devant le chevalement en béton de la mine. Au centre en paletot sombre: Pierre Beauchemin. (Collection: Société d'histoire de Val d'Or, Fonds Herby Goyette)