departement des sciences appliquees memoire presente a l'universite du. quebec a chicoutimi ...

201 Pages·2005·9.25 MB·French

DEPARTEMENT DES SCIENCES APPLIQUEES
MEMOIRE
PRESENTE
A L'UNIVERSITE DU. QUEBEC
A CHICOUTIMI
POUR L'OBTENTION
DU GRADE DE MAITRISE ES SCIENCES APPLIQUEES
PAR
ANDRE GAUTHIER
BACHELIER ES SCIENCES DE LA TERRE
DE L'U.Q.A.C
ET_GEOÇHIMigyE_DE_LA_ ZgNE_A_TERRES_RARES
i
DE LA CARBONATITE DE ST-HONORE
JANVIER 1979
UIUQAC
bibliothèque
Paul-Emile-Bouletj
Mise en garde/Advice
Afin de rendre accessible au plus Motivated by a desire to make the
grand nombre le résultat des results of its graduate students'
travaux de recherche menés par ses research accessible to all, and in
étudiants gradués et dans l'esprit des accordance with the rules
règles qui régissent le dépôt et la governing the acceptation and
diffusion des mémoires et thèses diffusion of dissertations and
produits dans cette Institution, theses in this Institution, the
l'Université du Québec à Université du Québec à
Chicoutimi (UQAC) est fière de Chicoutimi (UQAC) is proud to
rendre accessible une version make a complete version of this
complète et gratuite de cette œuvre. work available at no cost to the
reader.
L'auteur conserve néanmoins la The author retains ownership of the
propriété du droit d'auteur qui copyright of this dissertation or
protège ce mémoire ou cette thèse. thesis. Neither the dissertation or
Ni le mémoire ou la thèse ni des thesis, nor substantial extracts from
extraits substantiels de ceux-ci ne it, may be printed or otherwise
peuvent être imprimés ou autrement reproduced without the author's
reproduits sans son autorisation. permission.
TABLE DES MATIERES
Page
RESUME
CHAPITRE I
Introduction' 1
- Généralités sur les carbonatites et les dëpSts de terres
rares 1
1. Carbonatites 1
2. Dépôts de terres rares . - 2
3. Dépôts de terres rares associés aux
carbonatites 4
- But du travail 5
CHAPITRE II
Géologie de la zone à terres rares 6
- Situation générale ., 6
1. Géologie régionale 6
2. Géologie du complexe alcalin de St-Honorë. . . 11
3. Travaux antérieurs 14
- Géologie de la zone S terres rares par rapport au cèm-
plexe alcalin de St-Honorë et d'après les travaux anté-
rieurs ,. 18
CHAPITRE III
Minéralogie de la zone S terres rares 19
- Introduction . 19
- Minéralogie générale . 25
1. Cl asse des Carbonates 25
a- Dolomite, Ankêrite 25
b- Calcite 25
c- Sidérose 27
2. Classe des Silicates 27
a- Feldspaths 27
o
b- Chlorite 27
c- Phlogopite . . . 28
d- Quartz 28
Page
3. Classe des Phosphates „ 28
a- Apatite . . . . 28
4T Classe des Sulfates 32
a- Barytine « . .. 32
5. Classe des Oxydes 32
a- Magnetite 32
b- Hematite 32
c- Pyrol usité 33
d- Rutile . 33
6. Classe des Sulfures . . . 33
a- Pyrite 33
b-.i. Pyrrhotine 33
c- Chalcopyrite 33
7. Autres. . . . . .. 34
a- Antraxolite 34
b- Inconnus 34
Minéralisation renfermant les terres rares 34
1. Bastnaesite » 34
a- Propriétés optiques 34
b- Identification par la diffraction des
rayons-x . 36
c- Etude à la microsonde électronique et la •";
morphologie des grains 36
d- Discussion de la morphologie des grains . .
2. Monazi te .. . 43
a- Propriétés optiques 43
b- Identification par la diffraction des
rayons-x . . . «, 43
c- Etude à la microsonde électronique et la
morphologie des grains . . . 48
i i i
Page
CHAPITRE IV
Pétrographie des roches de la zone à terres rares „ 50
- Introduction . .. « 50
- Distribution spatiale des unités géologiques de la zone S
terres rares 50
- Description Mëgascopique des principales unités ;
géologiques de la zone S terres rares 51
1. Carbonatite fraîche 51
2. Carbonatite ankëritique rouge 54
3. Carbonatite limonitique jaune-brun 54
4. Carbonatite à chlorite 57
- Caractéristiques microscopiques générales et spécifiques
des quatre unités lithologiques de la zone à terres
rares 57
1. Structure . 57
2. Carbonates . 60
3. Minéraux opaques et semi-opaques 62
4. Chlorite 67
5. Minéraux accessoires 71
- Distribution de la minéralisation des terres rares dans
les quatre unités lithologiques de la zone à terres
rares . . „ 83
1. Minéralisation associée à la carbonatite .... 83
a- Bastnaesite fraîche . . . . . 83
b- Monazite 84
2. Minéralisation associée S la carbonatite ankëri-
tique 84
a- Bastnaesite 84
b- Monazite 86
3. Minéralisation associée 5 la carbonatite limoni-
tique 86
a- Bastnaesite 86
b- Monazite . 86
Page
4. Mineralisation associée à la carbonatite limo-
ni tique 86
a) Bastnaesite 86
b) Monazite 89
- Paragénèse des minéraux ....<, ...... 89
CHAPITRE V
Géochimie de la zone a terres rares 96
o
- Introduction 96
- Distribution spatiale des concentrations de La O, dans la
9
zone â terres rares 96
1. Formation de zones de concentration de La 0o
?
et modèle de zonation gëochimique du La^O., ... 97
2. Relation entre les unités lithologiques et les
zones de concentration de La 0-j de la zone à ter-
o
res rares de St-Honoré v
3. Signification génétique de la zonation géochimique
du La 0 103
2 3
- Distribution relative des terres rares 103
1. Distribution relative des terres rares dans les
zones de concentration de La 0 104
2 3
2. Patrons d'enrichissements en terres rares, nor-
malisés . . . 105
a- Introduction 105
b- Discussion des résultats 105
c- Interprétation des résultats . „ . „ . . .. 115
- Reconstitution minëralogique 121
1. Discussion des résultats 121
2. Conclusion de la reconstitution minëralogique . . 121
- Diagrammes de corrélation 124
1. Comportement des éléments chimiques par rapport
aux terres rares , 124
2. Interprétation du comportement des éléments chimi-
ques majeurs, mineurs et traces 125
Page
CHAPITRE VI
Origine de la carbonatite de la zone à terres rares de
St-Honoré et origine de la minéralisation de terres rares . . .132
- Origine de la carbonatite de la zone à terres rares de
St-Honorë . 132
- Modèle d'origine de la minéralisation de terres rares . . . .138
- Type de dépôt de terres rares 140
- Conclusion „
REMERCIEMENTS
REFERENCES CITEES
LISTE DES FIGURES
Page
Chapitre 2
Figure 1. Carte structurale schématique de la région du
Saguenay. 7
Figure 2. Système de rift du St-Laurent et sa comparaison
avec le système de rift africain. 8
Figure 3. Géologie du complexe alcalin de St-Honoré. (1: 32, T8Ô) 11
Figure 4. Bloc-Diagramme du complexe alcalin de St-Honorê
et de la zone à Terres rares. 12
Figure 5. Carte isopach de l'épaisseur du Calcaire Trenton 14
Figure 6. Carte Radiomêtrique du complexe alcalin de
St-Honorë. (1: 32, 188) 15
Figure 7. Carte Aëromagnëtique d'une portion du canton
Simard. (1: 32, 188) 16
Figure 8. Carte gravimétrique du complexe alcalin de
St-Honoré. (1: 32, 188) 17
Chapitre 3
Figure 9. Analyse Thermodifférentielle de Carbonates. 26
Figure 10. Patron de rayons-x de la chlorite. 29
Figure 11. Analyses Thermodifférentielles et thermogravi-
mëtriques de la chlorite. 30
Figure 12. Patron de rayons-x de la bastnaesite. 37
Figure 13. Patron de rayons-x de la bastnaesite - synchisite. 38
Figure 14. Eléments caractéristiques de la bastnaesite, détectés
à la microsonde électronique. 39
Figure 15. Eléments caractéristiques de la monazite, détectés à
la microsonde électronique 49
Vil
Chapitre 4 Page
Figure 16. Coupe géologique Nord-Sud de la zone 3 Terres rares. 52
Figure 17. Coupe géologique Est-Ouest de la zone à Terres 53
rares.
Chapitre 5
Figure 18. Variation cyclique irrëgulière des valeurs de La 0 97
2 3
des échantillons de 10' formant une zone de concen-
tration "x".
Figure 19. Projection Horizontale du modèle de zonation des 100
concentrations de La 0 à l'intérieur de la zone â
2 3
Terres rares.
Figure 20. Coupe Nord-Sud montrant la zonation des concentra- 101
tions de la La 0» à l'intérieur de la zone à Terres
?
rares.
Figure 21. Coupe Est-Ouest montrant la zonation des concentra- 102
tions de La 0 à l'intérieur de la zone S Terres
2 3
rares.
Figure 22. Schéma d'évolution des solutions hydrothermales 104
pouvant résulter en zones de concentration de
La 0 .
2 3
Figure 23. Distribution relative des Terres rares dans 6 diffë- 106
rents minéraux (selon Adams, 1972).
Figure 24. Distribution relative des Terres rares dans les 5 107
zones de concentration de La 0 rencontrées à
2 3
St-Honoré.
Figure 25. Patrons d'enrichissements en Terres rares, normali- 116
ses par rapport aux chondrites, de 11 échantillons
"composite" de la zone â Terres rares de St-Honorë;
analyses obtenues par activation neutronique, Ecole
Polytechnique, Montréal.
vin
Page
Figure 26. Patrons d'enrichissements en Terres rares, normalisés 117
par rapport aux chondrites de 17 échantillons "compo-
site" de la zone à Terres rares de St-Honoré: Ana-
lyses obtenues par fluorescence - x, X-Ray laboratories,
Toronto.
Figure 27. Patrons d'enrichissements en Terres rares, normalisés 119
par rapport aux chondrites, de différents complexes
de carbonatite du monde (Californie, Colorado, Afrique).
Figure 28. Patrons d'enrichissement en Terres rares, normalisés, 120
provenant de différents dépôts ou prospects de Terres
rares.
Figure 29. Diagrammes de corrélation d'éléments chimiques par 126
rapport aux Terres rares,
a- Corrélation AUCL - Tr^CL et MnO-Tr C
L - Tr^CL et MnO-Tr2CL
2
b- Corrélation CaQ - Tr^O-
c- Corrélation MgO - Tr °3
2
d- Corrélation C0 - Tr2°3
2
Figure 30. Diagrammes de corrélation d'éléments chimiques par 127
rapport aux Terres rares,
a- Corrélation P 0,- - Tr^O-
2
b) Corrélation SrO - Tr O
2 3
c) Corrélation H 0 - Tr 0
2 2 3
d) Corrélation ThO - Tr O et TiO - Tr 0
2 2 3 2 2 3
Figure 31. Diagramme de corrélation entre FeO et Tr 0 . 128
3
Figure 32. Coupe schématique sud-nord â travers la zone â 130
Terres rares montrant le comportement des :
a) Elements majeurs (CaO, MgO, FeO, SiO , AUJOJ,
2
MnO, PoOc) b) Elements mineurs (Tr 0 , H,,04
2 3
TiO , K 0, Na 0, F, S, Zn)
2 2 2