Forum technologique 2007 - Consorem

Forum technologique 2007
PER-GH:
un nouvel outil pour déterminer la
fertilité des roches felsiques
Par Vital Pearson, ing., M.Sc.A
Mines Virginia
CONSOREM
Consortium de recherche en exploration minérale
Alexis Minerals – Forest Gate – Iamgold – Mines Aurizon – ONHYM – Ressources Appalaches
Ressources Breakwater – SOQUEM – Vior – Virginia – Xstrata Zinc – Xstrata Cuivre
MRNF – DEC – MDEIE – UQAC – UQAM – URSTM
Plan de la présentation
1 – Historique / Problématique
2 - Approche des PER
(Pearce Element Ratio)
3 – Exemples d’utilisation
4 - Conclusions
Historique (1970-2007)
Condie (1976, 1981)
Thurston (1981);
Campbell et al., 1982, 1984
DSV (Depleted Siliceous
Volcanics; 1976), FI; 1981
Æ Archéen seulement
USV (Undepleted Siliceous
Volcanics; 1976), FII; 1981
Æ Archéen et moderne
FII
Ore Barren Rhyolite
Ore Bearing Rhyolite
FI
N: 12 (FI)
N: 8 (FII)
Lesher et al.,1986
Classification de Lesher
FI: profil fractionné
appauvri en ETR-lourd
FI
FII
FIIIa
FII: profil intermédiaire
FIIIb
FIII: profil plat
enrichi en ETR-lourd
ETR
Phanérozoïque
Kuroko
Zr / Y
Zr / Y (ou La / Yb)
Historique (1970-2007)
FI
Suite CA
Suite Alk.
Tobique
Avoca
FII
Que R.
FIII
Mt. Winsor
W. Shasta
Y (ou Yb)
Lentz (1996)
Suite Thol.
Y
Hart et al., 2004
Au-delà de la pétrogenèse,
le contexte géodynamique
en extension: avec
incidence sur la
profondeur des sources
0 km
Croute
Perméable
Croute
Grenat OUT
Amphibole IN
Manteau
60 km
Phases sensibles à la pression
0 km
ZONE PROPICE À
L’HYDROTHERMALISME
Horn
b
G rt -
50 km
100 km
Horn
b
Cp
x
Op
x
Modifié de Hart et al., 2004
600 °C
1000 °C
La hornblende fractionnée à forte
profondeur a un contenu accru en Al
Utilisation du Grenat et de la Hornblende
Fertilité Lesher
…Hypothèse.
Coef. Part.
Grenat
Hbl
Cpx
Opx
Plag
Ol
rt
Fe
é
ilit
ETR
… on établit un lien empirique
ETR
-5/2Ca + 3/4Na + 1/2(Fe+Mg) + 9/4Al / ∆
Observation, Classification…
De l’hypothèse du fractionnement…
PER
Cpx
Opx
Ol
Mgt
An
Ab
Sp
(Na/2+Al/2) / ∆
…on formule un test de validation.
Question: Est-il possible d’utiliser les éléments majeurs
pour évaluer l’hypothèse du fractionnement ?
Plan de la présentation
1 – Historique / Problématique
2 - Approche des PER
(Pearce Element Ratio)
3 – Exemples d’utilisation
4 - Conclusions
Procédure de calcul
Hornbl-Al NaCa2(Mg,Fe)4Al3Si6O22(OH)2
Hornbl-Si NaCa2(Mg,Fe)5Al Si7O22(OH)2
Grenat (Mg,Fe)3Al2(SiO4)3
3 phases minérales:
C=
CN
FM
Al
H-Al
3
4
3 : 6
H-Si
3
5
1 : 7
Grt
0
3
2 : 3
3yCN + 4yFM + 3yAl = 6
3yCN + 5yFM + yAl = -7
3yFM + 2yAl = 1
Si
A=
yFM = -3
yAl = 5
yCN = 1
Abscisse:
Ordonnée:
Dx Dy
X
Y
CN
0
yCN
FM
0
yFM
Al
0
yAl
Si
1
0
A=
D=
CX A
X
Y
CN
0
1
FM
0
-3
Al
0
5
Si
1
0
(CN - 3FM + 5Al)/Ti
Si/Ti
H-Al
6 6
(m=1)
H-Si
7 -7
(m=-1)
Grt
3 1
(m=1/3)
Per-GH ; Grenat - Hornb Al/Si
Dx Dy
6n
H-Si
72
+7 2
CN - 3FM +5Al / Ti
5n
=
9.
4n
= 3.16
2 +12
3n
9
3
Grt
2n
2
=
48
8.
6
2+
6
1n
H-Al
0
0
1n
2n
3n
Si/Ti
4n
Les coord. de l’échant. rhyolitique sont influencées par ses
antécédents de différentiation (fractionnement)
5n
6n
H-Al
6 6
(m=1)
H-Si
7 -7
(m=-1)
Grt
3 1
(m=1/3)
Per-GH ; Grenat - Hornb Al/Si
Fichier: public - Rhyolites archéennes fraîches. N=224
600
CN - 3FM +5Al / Ti
500
400
300
200
100
0
0
100
200
300
400
500
600
Si/Ti
réf. compilation lithogéochimique de 35 publications
Per-GH ; Grenat - Hornb Al/Si
Fichier: public - Rhyolites archéennes fraîches. N=224
600
CN - 3FM +5Al / Ti
500
400
non minéralisée
300
minéralisée
Diagramme de Hughes (1973)
200
12
non minéralisée
100
0
Minéralisée
8
(Na2O+K2O)
Frac. Hbl.
à faible
profondeur
10
6
4
0
100
200
300
Si/Ti
400
2
500
600
0
0
20
40
60
80
100
120
100 K2O / (Na2O+K2O)
AFD basé sur les coefficients des deux axes permet une classification a posteriori ayant
réf. compilation lithogéochimique de 35 publications
un taux de succès de 75.82%
Per-GH ; Grenat - Hornb Al/Si
Classification PER-GH et contenu en éléments traces Zr-Y (diagramme de Lesher et al. (1986))
100
Défavorable
Défavorable
Favorable
Favorable+
Indéterminé
Zr/Y
FI
10
FII
FIII
Favorable
1
0
40
80
120
160
200
240
Y
Fichier: public - Rhyolites archéennes fraîches. N=224 réf. compilation lithogéochimique de 35 publications
Per-GH ; Grenat - Hornb Al/Si
Fichier: CONSOREM - Rhyolites archéennes fraîches. N=108
FI
FII
FIIIa
FIIIb
Gaboury, 2005
Classification FI-FII-FIII basée sur les diagrammes Y-Zr et La-Yb de Lesher et al., 1986
Per-GH ; Grenat - Hornb Al/Si
Fichier: CONSOREM - Rhyolites archéennes fraîches. N=108
Hornb-Al - Hornb-Si - Grenat
échantillons CONSOREM (2004)
600.00
(CN - 3 FM +5 Al) /Ti
500.00
400.00
300.00
FI
Joutel
Gémini
Hunter
G.Dormant
FII
FIII
200.00
100.00
mine Hunter
0.00
0.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.00
Si/Ti
Classification FI-FII-FIII basée sur les diagrammes Y-Zr et La-Yb de Lesher et al., 1986
Per-GH et plutons syn-volcaniques
Intrusions Tonalitiques
600
(CN-3MG+5Al)/Ti
500
Intrusions: n = 154
Syn-volc.
Flavrian
Bourlamaque
Montcalm
Kamiskotia
Confederation
Grass lake
Biedelman (Sturg.)
Sneath (flin flon)
Richard (snow lake)
Intrusions nonassociées aux SMV
Intrusions associées
aux SMV
400
300
200
100
0
0
100
200
300
Si/Ti
400
500
600
Syn-tecto.
Dufault
lac Abitibi
Pontiac
Lacorne
Watabeg
Garrison
Matachewan
Otto
Per-GH: Mode d’utilisation
600.00
m=0.95
CN - 3FM +5Al / Ti
500.00
-fa
n
No
400.00
300.00
le
b
ra
o
v
m=0.66
le
b
ra
o
v
Fa
m=0.33
200.00
100.00
fract. accru
Ind.
0.00
0.00
100.00
200.00
300.00
Si/Ti
Seuil de classes empiriques
400.00
500.00
600.00
Plan de la présentation
1 – Historique / Problématique
2 - Approche des PER
(Pearce Element Ratio)
3 – Exemples d’utilisation
4 - Conclusions
Classification des Felsites
… en utilisant l’indice Zr/Y de Lesher et al., 1986. Fraîches et altérées. n=10,399
Classification des Felsites
… en utilisant l’indice PER Hornblende Si-Al et Grenat. Fraîches et altérées. n=24,579
Selbaie
FI, Zr-Y
FII, Zr-Y
FIII, Zr-Y
MINES
SELBAIE
(ZONE
A1)
MINES
SELBAIE (ZONE
(ZONE A1)
A1)
MINES SELBAIE
SELBAIE
(ZONE
A1)
MINES
MINES
SELBAIE
(ZONE
A1)
$
$
$
0
5
kilometres
10
Selbaie
Légende
.95
.66
.33
-100
to
to
to
to
100
.95
.66
.33
MINES
MINES
MINES SELBAIE
SELBAIE
SELBAIE (ZONE
(ZONE
(ZONE A1)
A1)
A1)
SELBAIE
(ZONE
A1)
MINES
MINES
MINES
SELBAIE
(ZONE
A1)
$
$
$
0
5
kilometres
10
Val-d’Or
0
5
kilometres
10
Val-d’Or
FI, Zr-Y
FII, Zr-Y
CONNELL
CONNELL
CONNELL CORNER
CORNER
CORNER
CORNER
CONNELL
CONNELL
CONNELL
CORNER
$
$
$
FIII, Zr-Y
LOUVICOURT
LOUVICOURT
LOUVICOURT
LOUVICOURT
LOUVICOURT
LOUVICOURT
$
$
$
QUEBEC-MANITOU
QUEBEC-MANITOU
QUEBEC-MANITOU (WRIGHTBAR)
(WRIGHTBAR)
(WRIGHTBAR)
(WRIGHTBAR)
QUEBEC-MANITOU
QUEBEC-MANITOU
QUEBEC-MANITOU
(WRIGHTBAR)
CLAIMS
CLAIMS
CLAIMS JOSEPH
JOSEPH
JOSEPH
JOSEPH
CLAIMS
CLAIMS
CLAIMS
JOSEPH
MINE
MINE
MINE MANITOU-BARVUE
MANITOU-BARVUE
MANITOU-BARVUE
MANITOU-BARVUE
MINE
MINE
MINE
MANITOU-BARVUE
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
DUNRAINE
DUNRAINE
DUNRAINE (ZONE
(ZONE
(ZONE 3
333
3 EST)
EST)
EST)
(ZONE
EST)
DUNRAINE
DUNRAINE
DUNRAINE
(ZONE
EST)
$
$
$
$
$
$
DUNRAINE
DUNRAINE
DUNRAINE (PUITS
(PUITS
(PUITS No
No
No 2)
2)
2)
(PUITS
No
2)
DUNRAINE
DUNRAINE
DUNRAINE
(PUITS
No
2)
ABITIBI
ABITIBI
ABITIBI COPPER
COPPER
COPPER
COPPER
ABITIBI
ABITIBI
ABITIBI
COPPER
$
$
$
Val-d’Or
Légende
.95
.66
.33
-100
to
to
to
to
100
.95
.66
.33
CONNELL
CONNELL
CONNELL CORNER
CORNER
CORNER
CORNER
CONNELL
CONNELL
CONNELL
CORNER
$
$
$
LOUVICOURT
LOUVICOURT
LOUVICOURT
LOUVICOURT
LOUVICOURT
LOUVICOURT
$
$
$
QUEBEC-MANITOU
QUEBEC-MANITOU
QUEBEC-MANITOU (WRIGHTBAR)
(WRIGHTBAR)
(WRIGHTBAR)
(WRIGHTBAR)
QUEBEC-MANITOU
QUEBEC-MANITOU
QUEBEC-MANITOU
(WRIGHTBAR)
CLAIMS
CLAIMS
CLAIMS JOSEPH
JOSEPH
JOSEPH
MINE
MINE
MINE MANITOU-BARVUE
MANITOU-BARVUE
MANITOU-BARVUE
MANITOU-BARVUE
MINE
MINE
MINE
MANITOU-BARVUE
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
DUNRAINE
DUNRAINE
DUNRAINE (ZONE
(ZONE
(ZONE 333 EST)
EST)
EST)
$
$
$
$
$
$
DUNRAINE
DUNRAINE
DUNRAINE (PUITS
(PUITS
(PUITS No
No
No 2)
2)
2)
ABITIBI
ABITIBI
ABITIBI COPPER
COPPER
COPPER
$
$
$
Plan de la présentation
1 – Historique / Problématique
2 - Approche des PER
(Pearce Element Ratio)
3 – Exemples d’utilisation
4 - Conclusions
Conclusions
• La classification des rhyolites est basée sur le contenu en ETR et HFSE.
• Le contenu en ETR et HFSE est contrôlé par les phases présentes lors
de la fusion partielle et du fractionnement.
• Les principales phases présentes sont le Grenat, Hornbl., Cpx., Opx. et
Plagio.
• La composition des rhyolites (Élém. Majeurs) garde l’empreinte chimique
des processus pétrogénétiques (f. part. et fract.).
• Il est possible d’utiliser une suite de sept éléments majeurs pour la
classification des environnements felsiques favorables.
• La classification se visualise a l’aide d’un diagramme XY où l’ordonnée est
Si/Ti et l’abscisse est (Ca+Na)-3*(Fe+Mg)+5*Al/Ti
• L’indice Per-GH est un nombre représentant la pente (Y/X)
Références : données sur les rhyolites
•
Condie, K.C. and Nuter, J.A. Geochemistry of the Dubois greenstone succession: an early
proterozoic bimodal volcanic association in west-central Colorado. Precambrian Research, Vol.15
(1981) 131-167.
•
Feng, R. and Kerrich, R. 1992. Geochemical evolution of granitoids from the Archean Abitibi
southern volcanic zone and the Pontiac subprovince, Superior Province, Canada: Implications for
tectonic history and source regions. Chem. Geol., vol. 98, pp. 23-70.
•
Hollings, P. and Kerrich, R. 1999. Trace element systematics of ultramafic and mafic volcanic rocks
from the 3 Ga North Caribou greenstone belt, northwesthern Superior Province. Prec. Res., Vol.
93, pp. 257-303.
•
Hollings,P., Stott, G. and Wyman, D. 2000. Trace element geochemistry of the Meen-Dempster
greenstone belt, Uchi subprovince, superior province, Canada: back-arc development on the
margins of an archean protocontinent, Can.J.Earth Sc., vol. 37, pp. 1032-1033.
•
Kroner, A., Jaeckel, P. and Brandl, G. 2000. Single zircon ages for felsic to intermediate rocks from
the Pietersburg and Giyani greenstone belts and bordering granitoid orthogneisses, northern
Kaapvaal craton, South Africa. Jour. of African Earth Sci., Vol. 30, pp. 773-793.
•
Morris, P.A. and Witt, W.K. 1997. Geochemistry a tectonic setting of two contrasting archean felsic
volcanic associations in the Eastern Goldfields, Western Australia. Prec. Res., Vol. 83, pp. 89-92.
Références : données sur les rhyolites
•
Ootes, L. and Lentz, D.R. Occurrence of bleached mafic flows and their association with stockwork
sulphides and banded iron-formation in the Crestaurum Formation of the late Archean Yellowknife
greenstone belt, Northwest Territories. Current Research 2002-E5, 12p.
•
Sage, R.P., Lightfoot, P.C. and Doherty, W. 1996. Bimodal cyclical Archean basalts and rhyolites from
the Michipicoten (Wawa) greenstone belt, Ontario: geochemical evidence for magma contributions
from the asthenospheric mantle and ancient continental lithosphere near the southern margin of the
Superior Province. Prec. Res., Vol.76, pp. 119-153.
•
Scott, C. R., Mueller, W. U. and Pilote, P. 2002. Physical volcanology, stratigraphy, a lithogeochemistry
of an archean volcanic arc: evolution from plume-related volcanism to arc rifting of SE Abitibi
greenstone belt, Val D'Or, Canada, Prec. Res., vol. 115, pp. 245.
•
Tomlinson, K.Y., Davis, D.W., Percival, J.A., Hughes, D.J. and Thurston, P.C. 2002. Mafic to felsic
magmatism and crustal recycling in the Obonga Lake greenstone belt, western Superior Province:
evidence from geochemistry, Nd isotopes and U-Pb geochronology. Precambrian Research Vol.114 ;
295-325.
•
Vance, R.K. and Condie, K.C. 1987. Geochemistry of footwall alteration associated with the early
proterozoic united verde massive sulfide deposit, Jerome, Arizona, Economic geology, 82, p: 576.
•
Vidal, M. and Alric, G. The palaeoproterozoic (Birimian) of Haute-Comoé in the West African Craton,
Ivory Coast; a transtensional back-arc basin. Precambrian Research. Vol. 65 (1994) 207-251.
•
Yamashita, K., Creaser, R.A., Jensen, J.E. and Heaman, L.M. 2000. Origin and evolution of mid- to
late-Archean crust in the Hanikahimajuk Lake area, Slave Province, Canada; evidence from U-Pb
geochronological, geochemical and Nd-Pb isotopic data. Prec. Res., Vol. 99, pp. 197-224.