Québec Exploration 2005 : résumé de conférence ARCHITECTURE

ARCHITECTURE 3D DE LA LITHOSPHÈRE NORD-AMÉRICAINE PAR
TOMOGRAPHIE SISMIQUE : IMPLICATIONS POUR L’EXPLORATION
RÉGIONALE DU DIAMANT
Stéphane Faure, CONSOREM ([email protected]), Francine Fallara, URSTM,
Stéphanie Godey, Centre Sismologique Euro-Méditerranéen, France
Le potentiel diamantifère en surface dépend d’abord et avant tout des conditions favorables de
pressions et de températures fossilisées à plus de 150 km de profondeur dans le manteau
lithosphérique sous-jacent. Les régions du manteau supérieur les plus froides et appauvries du
point de vue géochimique correspondent généralement aux racines des cratons. Ces endroits
tectoniquement stables sont particulièrement fertiles puisque des réservoirs de diamants ont
pu être préservés depuis l’Archéen et subséquemment échantillonnés par des magmas
kimberlitiques pour être ensuite remontés vers la surface. La connaissance de la géométrie et
de la profondeur des racines cratoniques devient donc un élément de première importance
pour l’exploration à une échelle régionale.
La tomographie sismique est un domaine de la géophysique profonde qui permet d’illustrer en
3D et en continu les variations spatiales des vitesses d’ondes sismiques. Les modèles calculés
sont interprétés en terme de variations de vitesses d’ondes sismiques, vitesses qui dépendent
principalement de la température et de la composition du manteau. Ainsi, des vitesses rapides
témoignent d’un manteau appauvri en fer et plus froid que la moyenne globale. Les principes
de cette nouvelle approche en exploration seront présentés et des exemples de modèles
globaux et régionaux seront illustrés en 3D avec la technologie gOcad©.
L’unique modèle tomographique régional qui couvre à la fois le Canada et les États-Unis sera
discuté en relations spatiales avec les champs de kimberlites du continent nord-américain. Ce
modèle tomographique d’une profondeur de 250 km montre que les cratons archéens au
Canada sont agglomérés entre 100 et 200 km de profondeur. Les racines lithosphériques sous
les cratons s’individualisent vers 200km de profondeur pour ensuite atteindre un maximum de
250 km sous le craton du Lac des Esclaves. La tomographie révèle l’étendue des racines
cratoniques sous certaines plateformes, roches de couverture ou ceintures protérozoïques, ce
qui conduit à proposer de nouveaux territoires pour l’exploration au Canada et au Québec.
Des signatures sismiques montrent également que certaines parties mantelliques de cratons
archéens, notamment celui du Lac Supérieur, ont été affectées par des événements
tectonothermiques récents (<200 Ma). Ces cicatrices permanentes pourraient avoir eu comme
effet d’affecter le champ de stabilité du diamant. La majorité des kimberlites sont localisées
au pourtour des racines lithosphériques et sont corrélées verticalement avec les pentes les plus
fortes à des profondeurs comprises entre 160 et 190 km.
Québec Exploration 2005 : résumé de conférence