Initiative géoscientifique ciblée : Accroître l'efficacité de l'exploration en profondeur

L’Initiative géoscientifique ciblée est un programme fédéral de collaboration dans le domaine des géosciences dont le mandat consiste à fournir à l’industrie la prochaine génération de connaissances géoscientifiques et de techniques novatrices qui lui permettront de cibler plus efficacement les gisements minéraux enfouis.

Zones d'intérêt de l'IGC

Une carte géologique simplifiée du substratum rocheux et une carte au relief par ombres portées sont combinées pour obtenir une perspective géologique texturée du Canada

 

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TGI-4 - Accroître l'efficacité de l'exploration en profondeur

Une carte géologique simplifiée du substratum rocheux et une carte au relief par ombres portées sont combinées pour donner une perspective géologique texturée du Canada. Les entités sont représentées dans des couleurs pastel servant de toile de fond aux zones d'intérêt de l'Initiative géoscientifique ciblée (2015 à 2020). Ces sites sont répartis dans l'ensemble du pays, dans la plupart des provinces et des territoires. Il y en a huit au Yukon, deux au Nunavut, six en Colombie-Britannique, un en Saskatchewan, deux au Manitoba, neuf en Ontario, six au Québec, deux à Terre-Neuve-et-Labrador, deux au Nouveau-Brunswick et deux en Nouvelle-Écosse. On dénombre huit systèmes volcaniques et sédimentaires, six de nickel, cuivre et éléments du groupe du platine, sept systèmes porphyriques, trois systèmes uranifères et quatorze systèmes aurifères, ainsi qu'un système de métaux de spécialité.

 

Situation actuelle

  • Depuis plus de 30 ans, les réserves de métaux du Canada sont à la baisse.
  • Il est devenu nécessaire de procéder à une exploration plus en profondeur afin de découvrir de nouvelles ressources pour compenser la rareté croissante des découvertes en surface.

Objectif du programme IGC

  • Concevoir des méthodes plus efficaces pour évaluer le potentiel minéral en profondeur des systèmes géologiques et fournir des guides d’exploration novateurs vers ces gîtes de minerai, en réduisant ainsi les risques et les coûts associés à l’exploration minérale.
  • Mettre au point des processus pour extraire les minerais et métaux des roches mères, les transporter et contrôler leur dépôt éventuel.
  • Développer des techniques et des connaissances géoscientifiques nouvelles et améliorées afin de mieux modéliser et trouver les principaux systèmes minéralisateurs au Canada.
  • Offrir de la formation et du mentorat aux étudiants afin d’accroître la main-d’oeuvre hautement qualifiée dans l’industrie minière.

Approche axée sur les systèmes minéralisés

L’IGC utilise une approche du système minéralisé afin de garantir que les régions et les dépôts les mieux adaptés sont utilisés pour soutenir le développement de la prochaine génération de connaissances et de méthodes géoscientifiques liées à l’exploration.

  • L’IGC est un programme thématique fondé sur les connaissances qui a recours aux meilleurs exemples de systèmes minéralisés du Canada.
  • Les projets et les activités sont plutôt thématiques et intègrent les données et les connaissances obtenues de plusieurs camps miniers établis au pays.
  • Les hypothèses scientifiques renforcent le programme et permettent de déceler les lacunes importantes en matière de connaissances sur les systèmes minéralisés.

Projets de l’IGC

I. Systèmes uranifères

Le Canada est le deuxième plus grand producteur d’uranium dans le monde et, compte tenu de l’augmentation prévue de la demande, de nouveaux modèles d’exploration sont nécessaires afin de satisfaire à la demande et soutenir les collectivités minières existantes. Le projet de prospection de l’uranium portera sur : (1) les principaux facteurs non résolus contrôlant la minéralisation et le dépôt de corps minéralisés à haute teneur et à tonnage important, associés à des discordances; (2) les sources et les processus d’enrichissement en uranium dans des systèmes à oxydes de fer et altération en éléments alcalins qui renferment des gisements d’oxydes de fer-cuivre-or (IOCG).

Le sous-projet sur les voies de migration des fluides uranifères sera axé sur les nouveaux moyens permettant de déterminer les failles fertiles qui sont les principaux conduits des fluides pendant la formation de gisements d’uranium associés à des discordances. Grâce à l’application d’une analyse de données géochimiques, isotopiques, minéralogiques et géophysiques, l’étude vise à examiner le rôle de la réactivation de longue durée de zones de cisaillement d’échelle crustale et à quantifier la démagnétisation/altération liée à la minéralisation le long de linéaments structuraux et de croisements de failles d’échelle crustale. Une composante du sous-projet portera également sur l’évaluation du rôle des saumures marines dans la formation de gisements d’uranium « géants », dans la foulée de récentes études qui proposent que les saumures marines jouent un rôle essentiel dans l’entraînement des métaux provenant de roches mères et dans le transport efficace du minerai pour former des gisements d’uranium à tonnage important (p. ex., gisements du bassin d’Athabasca, gisement d’IOCG d’Olympic Dam).

Le sous-projet axé sur les processus métasomatiques profonds riches en uranium portera sur les sources et les processus d’enrichissement en uranium dans des systèmes à oxydes de fer et altération en éléments alcalins qui renferment des gisements d’IOCG et des gisements similaires, en évaluant l’évolution spatiale et temporelle des fluides/métaux de ces systèmes métasomatiques. En intégrant les effets de l’altération à haute température en profondeur aux milieux moins profonds à basse température, le sous-projet vise à moderniser le modèle génétique pour les sources de métaux/fluides, les voies de migration des fluides et la minéralisation à partir de minéraux primaires à remobilisés.

Sous-projets et activités :

1. Voies de migration de fluides uranifères

U-1.1 – Identification des corridors de fluides fertiles dans la formation de gisements associés à des discordances à l’aide d’isotopes non classiques (chef d’activité : V. Tschirhart)

U-1.2 - Rôle des saumures marines dans la formation de gisements d’uranium géants (chef d’activité : E. Potter)

2. Processus métasomatiques profonds riches en uranium

U-2.1 – Voies de migration et pièges de métaux dans des systèmes minéralisés métasomatiques polymétalliques (U +/- Fe, Cu, Au, ÉTR) (chef d’activité : E. Potter)

Publications récentes du projet sur l’uranium : Publications

Résultats de la synthèse sur l’uranium de 2010 à 2015 : Uranium

II. Systèmes minéralisateurs porphyriques

Pour les systèmes porphyriques, les deux principales lacunes en matière de connaissances sur les processus de formation portent sur les aspects suivants : 1) Comment, quand et pourquoi les magmas parentaux arrivent-ils à accumuler suffisamment de métaux pour produire des gîtes métallifères supergéants, de classe mondiale? 2) Comment, quand et où les métaux sont-ils déposés dans des concentrations de minerai rentables?

Le projet sur les systèmes minéralisateurs porphyriques examinera les processus associés aux minéralisations porphyriques à tous les stades de minéralisation afin de déterminer les contrôles qui influencent la fertilité des magmas primaires, et la façon dont les métaux sont transportés et concentrés dans la croûte moyenne à supérieure. Le projet sur les minéraux marqueurs cherchera à résoudre l’information stockée dans la composition chimique et la minéralogie des minéraux silicatés et sulfurés afin d’étudier des questions portant sur les processus spécifiques qui entrent en jeu à divers moments dans l’évolution source-puits des systèmes minéralisateurs porphyriques. Les sous-projets sur les systèmes porphyriques associés à des arcs et sur les systèmes de type porphyrique postorogénique visent à définir l’évolution, l’âge et les contrôles systémiques sur les occurrences et les caractéristiques des minéralisations de type porphyrique dans des milieux orogéniques et postorogéniques d’accrétion.

Sous-projets et activités :

1. Minéralisation de Cu±Mo±Au porphyrique dans la Cordillère, à travers l’espace et le temps

P-1.1. – Géochronologie et contrôles de la subduction sur la nature et la répartition spatiale des gisements porphyriques dans la Cordillère (chef d’activité : J. Chapman)

P-1.2. – Processus de minéralisation en profondeur dans des gisements de Cu-Au porphyriques de la Cordillère canadienne (chef d’activité : J. Chapman)

P-1.3. – Modèle 3D intégré de l’évolution hydrothermale magmatique dans le Batholite de Guichon Creek (chef d’activité : E. Schetselaar)

2. Systèmes porphyriques postorogéniques appalachiens, à travers l’espace et le temps

P-2.1 – Établissement de liens entre les caractéristiques des minéralisations polymétalliques post-orogéniques de type porphyrique et les contrôles temporels et spatiaux associés à la tectonique dans un orogène d’accrétion (chef d’activité : D. Kellett)

3. Minéraux marqueurs des processus porphyriques

P-3.1 - Déconvolution d’enregistrements spatio-temporels complexes de la fertilité du porphyre relevés dans des minéraux du till (chef d’activité : A. Plouffe)

P-3.2 – Contrôles de la fertilité des systèmes minéralisateurs de W-Sn-Mo-Zn porphyriques observés dans de la scheelite et de la tourmaline (chef d’activité : B. McClenaghan)

Publications récentes du projet sur les systèmes porphyriques : Publications

Résultats de la synthèse sur les systèmes porphyriques de 2010 à 2015 : Systèmes liés à des intrusions

III. Systèmes aurifères

Bon nombre des plus grands gisements aurifères du Canada sont associés spatialement en grappes de gisements bien définies, ou districts aurifères, qui indiquent des processus ou sources de minéralisation communs. Les mécanismes précis qui contrôlent la répartition inégale de ces concentrations d’or exceptionnelles à travers l’espace et le temps figurent parmi les lacunes dans les connaissances qui entravent l’élaboration de modèles prédictifs de la minéralisation, et ce, même dans certains des districts aurifères classiques du Canada. L’origine, les mécanismes de transport et les processus de concentration (de la source au minerai) sont au nombre de ces lacunes.

Le projet se concentrera sur un district à l’échelle régionale, afin de mettre au point des idées novatrices sur les sources, les conduits et les mécanismes de dépôt pour l’enrichissement en or dans l’espace et le temps. Le projet sera axé sur des indicateurs mesurables des processus de minéralisation, dans le but d’élaborer des modèles prédictifs qui aideront à cibler les zones qui offrent le plus grand potentiel aurifère, et ce, même lorsque les indicateurs directs des minéralisations sont subtils, voire absents.

Sous-projets et activités :

1. Contrôles des systèmes sur l’or à travers l’espace et le temps

G1.1 – L’or dans l’espace et le temps au cours de l’Archéen (chef d’activité : P. Mercier-Langevin)

G1.2 – Mobilité de l’or mantellique (chef d’activité : C. Lawley)

G1.3 – Nouvelles méthodes de datation des gîtes aurifères hydrothermaux (chef d’activité : B. Davis)

G1.4 – Identification des processus de minéralisation dans les systèmes aurifères (chef d’activité : S. Jackson)

2. Influences de la tectonique sur l’or

G2.1 – Failles profondes, séquences clastiques synorogéniques, magmatisme alcalin et gisements d’or : mise à l’essai et peaufinage du modèle de Timmins-Kirkland Lake dans des zones à potentiel aurifère élevé (chef d’activité : W. Bleeker)

G2.2 – L’or du Protérozoïque et ses déclencheurs et pièges tectoniques (chef d’activité : C. Lawley)

G2.3 – Or orogénique et failles d’échelle crustale du Phanérozoïque : mécanismes de minéralisation à différentes profondeurs (chef d’activité : S. Castonguay)

G2.4 – Contrôles lithotectoniques sur la répartition de l’or du Paléoprotérozoïque dans des roches archéennes de la région d’Amaruq, au Nunavut (chef d’activité : P. Mercier-Langevin)

G2.5 - Contrôles lithotectoniques sur la genèse et la répartition des zones aurifères de type remplacement des roches carbonatées (« type Carlin ») de la ceinture aurifère de Rackla, dans le bassin de Selwyn, au Yukon (chef d’activité : N. Pinet)

Publications récentes du projet sur l’or : Publications

Résultats de la synthèse sur l’or de 2010 à 2015 : Or filonien

IV. Systèmes de nickel-cuivre-ÉGP-chrome

Les gisements magmatiques de Ni-Cu-ÉGP, de Cr, et de Fe-Ti-V représentent une classe importante de gîtes minéraux dans l’ensemble du Canada, formant l’épine dorsale d’un certain nombre de camps miniers établis et émergents (p. ex., Thompson, Raglan, Sudbury, Voisey’s Bay, rift médio-continental et Cercle de feu). Ils sont le produit de systèmes minéralisateurs magmatiques, alimentés par de grands volumes de magma d’origine profonde, provenant du manteau de la Terre. Dans ces grands systèmes magmatiques, la majorité des gisements minéraux se forment près du centre du système, souvent en grappes, où les flux de magma sont plus importants et plus concentrés, et les conditions géologiques sont plus dynamiques (p. ex., rifting, remontée mantellique, failles, failles translithosphériques, conduits de magma actifs).

Le projet sur les systèmes de nickel-cuivre-ÉGP-chrome fera avancer les connaissances géoscientifiques sur cette classe de gisements ainsi que sur leurs systèmes minéralisateurs fondamentaux, en intégrant les données à toutes les échelles, depuis l’échelle du gisement jusqu’à l’échelle du système magmatique tout entier. Les questions que l’on se pose principalement portent sur les aspects suivants : la source du magma et sa composition (source et fertilité); les processus de fusion; les conduits magmatiques; les endroits où se trouvent les plus grands flux; où et comment les métaux se sont concentrés (pièges); les sources de soufre et la chronologie de la saturation en sulfures; les contrôles stratigraphiques locaux et régionaux; les impulsions magmatiques qui ont été les plus productives, et lesquels de leurs facteurs ou déclencheurs tectoniques seront abordés?

Sous-projets et activités :

1. Contrôles à l’échelle des systèmes et à l’échelle des gisements sur la minéralisation en Ni-Cu-ÉGP dans des zones cratoniques et à leurs marges

NC-1.1 – Étendue, origine et contrôles des gisements autour de la grande province ignée du lac Supérieur datant de 1883 Ma, dans le nord du Manitoba, en Ontario, au Nunavut, au Québec et au Labrador (chef d’activité : W. Bleeker)

NC-1.2 - Localisation de la minéralisation d’éponte inférieure à haute teneur dans la structure d’impact de Sudbury (chef d’activité : W. Bleeker)

NC-1.3 – Contrôles sur l’emplacement et le moment des intrusions minéralisées dans des systèmes de rifts intracontinentaux (chef d’activité : W. Bleeker)

2. Architecture magmatique de systèmes minéralisés chromifères

NC-2.1 Architecture des conduits magmatiques dans des systèmes minéralisateurs en Cr-ÉGP/Ni-Cu-ÉGP (chef d’activité : M. Houlé)

NC-2.2 – Métallotectes de minéralisations de Ni-Cr : synthèse, mise à jour et modèles révisés pour le craton du lac Supérieur (chef d’activité : M. Houlé)

Publications récentes  du projet sur les systèmes de nickel-cuivre-ÉGP-chrome : Publications

Résultats de la synthèse sur les systèmes de nickel-cuivre-ÉGP-chrome de 2010 à 2015 : Nickel-cuivre-éléments du groupe du platine-chrome

V. Systèmes volcaniques et sédimentaires

La minéralisation dans des roches volcaniques et sédimentaires englobe une gamme diversifiée de types de gisements (p. ex., SMV, SEDEX, type Mississippi-Valley), qui partagent les mêmes processus génétiques et, dans certains cas, des liens spatiaux et temporels. Les aspects qui seront étudiés comprennent : les liens métallogéniques entre les gisements SEDEX et de type Mississippi-Valley; le rôle potentiel du magmatisme dans la formation de gisements SEDEX; les propriétés des fluides minéralisateurs et la complexification des métaux, le transport et les voies de migration des fluides; le rôle des conditions ambiantes comme l’anoxie et l’euxinie; l’origine hydrogénétique des métaux dans des gisements de shale noir hyperenrichi (hyper-enriched black shale, ou HEBS). Les résultats permettront de faire progresser les connaissances sur les rôles respectifs des sources de métaux, de la migration des fluides et, finalement, le dépôt dans l’espace et le temps. Le projet servira de base pour l’amélioration des modèles génétiques et d’exploration, particulièrement pour les gisements enfouis profondément ou cachés.

Le sous-projet sur le dépôt du minerai sur le fond marin permettra de déterminer les sources de métaux, de ligands et d’autres composantes dans les gisements de SMV, SEDEX et HEBS; de déterminer les voies de transport; de déterminer le rôle des conditions ambiantes (p. ex., anoxie, euxinie) dans la formation des gisements minéraux dans le fond marin ou à proximité.

Le sous-projet sur les sources de métaux communs et les processus de minéralisation portera sur l’étude des liens génétiques primaires entre les gisements sédimentaires et les systèmes magmatiques; la détermination des principales caractéristiques physico-chimiques/isotopiques des fluides minéralisateurs; la définition des contrôles sédimentaires en plaçant les événements minéralisateurs dans un contexte temporel et spatial.

Sous-projets et activités :

1. Dépôt du minerai sur le fond marin dans l’espace et le temps

V-S 1.1 - Rôle de l’anoxie, de l’euxinie et des microbes dans la formation de gisements de sulfures hydrothermaux (SMV et SEDEX) dans les fonds marins (chef d’activité : J. Peter)

V-S 1.2 – Élaboration de modèles génétiques et d’exploration pour les gisements de shale noir hyperenrichi (hyper-enriched black shale, ou HEBS) des monts Ogilvie et Richardson, au Yukon (chef d’activité : J. Peter)

2. Sources de métaux communs et processus de minéralisation

V-S 2.1 – Existe-t-il un lien génétique entre les gisements SEDEX et de type Mississippi-Valley de la Cordillère canadienne? (chef d’activité : S. Paradis)

V-S 2.2 – Magmatisme et liens avec les gisements de Zn-Pb dans des roches sédimentaires (chef d’activité : S. Paradis)

V-S 2.3 – Élucidation des voies de migration des fluides minéralisateurs de SMV d’après les réponses géophysiques à l’altération hydrothermale (chef d’activité : E. Schetselaar)

V-S 2.4 – Identification des régions sources et des voies de migration des fluides des gisements de sulfures massifs volcanogènes (chef d’activité : J. Peter) (en anglais)

Publications récentes du projet sur les systèmes volcaniques et sédimentaires : Publications

Résultats de la synthèse sur les systèmes volcaniques et sédimentaires de 2010 à 2015 :