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  • UNIVERSIT DU QUBEC

    THSEPRSENTE

    L'UNIVERSIT DU QUBEC CH1C0UTIMSCOMME EXIGENCE PARTIELLE

    DU DOCTORAT EN RESSOURCES MINRALES

    MOUSSA KEITAM.Sc.

    CARACTRISATION DES GISEMENTS D'OR FLONENS CONCORDANTS DANS LESTURBIDITES PLiSSES DE JINPING, SUD-EST GUIZHOU (CHINE)

    Mars 2007

  • Mise en garde/Advice

    Afin de rendre accessible au plus grand nombre le rsultat des travaux de recherche mens par ses tudiants gradus et dans l'esprit des rgles qui rgissent le dpt et la diffusion des mmoires et thses produits dans cette Institution, l'Universit du Qubec Chicoutimi (UQAC) est fire de rendre accessible une version complte et gratuite de cette uvre.

    Motivated by a desire to make the results of its graduate students' research accessible to all, and in accordance with the rules governing the acceptation and diffusion of dissertations and theses in this Institution, the Universit du Qubec Chicoutimi (UQAC) is proud to make a complete version of this work available at no cost to the reader.

    L'auteur conserve nanmoins la proprit du droit d'auteur qui protge ce mmoire ou cette thse. Ni le mmoire ou la thse ni des extraits substantiels de ceux-ci ne peuvent tre imprims ou autrement reproduits sans son autorisation.

    The author retains ownership of the copyright of this dissertation or thesis. Neither the dissertation or thesis, nor substantial extracts from it, may be printed or otherwise reproduced without the author's permission.

  • I l l

    Rsum

    En dpit des tudes sur les gisements de type turbidite-hosted gold deposit enNouvelle-cosse au Canada et Central Victoria et New South Wales en Australie, ildemeure la problmatique de la dtermination de la source du fluide minraiisateur(magmatique versus mtamorphique) et du mcanisme de mise en place des VPS(Veines Parallles la Stratification) aurifres.

    Les gisements de Jinping sont les premiers de ce type dcouverts en Chine. Ellessont encaisses dans des roches sdimentaires dtritiques de trs faible degr demtamorphisme et sans intrusion magmatique formellement identifie. La zone d'tude at structure par l'orogense caldonienne (760-375 Ma) qui s'est traduite par desplissements rgionaux ouverts et par des failles et zones de cisaillement d'azimut NE. Lesroches encaissantes appartiennent au Groupe de Xiajiang (1000-800 Ma) la baseduquel se situe le gisement de Pingqiu avec Huaqiao un peu plus au-dessus. Sur chacunde ces sites, Ses VPS aurifres sont localises en zone charnire des plis secondairesaffects sur les flancs par des failles ou zones de cisaillement fort pendage convergentvers l'extrados et mouvement fini normal Pingqiu, mais pendage NO et mouvementapparent inverse (ractivation dextre) Huaqiao. Les plis rgionaux et secondaires sontcylindriques, droits, ouverts ferms et axes subhorizontaux. Des culminations(structures en dmes et bassins) ont t identifies partir de l'analyse strographique.

    L'tude ptrographique des roches encaissantes partir des structuressdimentaires de granodassement, de stratifications entrecroises, de laminations etd'empreinte de charge, a confirm leur caractre turbiditique. En zone charnire de pli,elles contiennent des structures S/C suivi de boudinage l'ponte des veines etauxquelles se surimposent des stylolites dvelopps sur des plans parallles lastratification. Les inclusions de roches encaissantes prsentes dans les veines de quartzcomportent galement des structures S/C. La dformation de l'ponte qui ne prsente pasd'altration significative, est asymtrique par rapport la veine.

    L'tude microstructurale de la VPS individuelle a rvl quatre gnrations dequartz : quartzi, quartz2, quartzS et quartz4. Le quartzi est structure S/C et a prcdla formation du quartz2. Les cristaux constitutifs de ce dernier sont disposs en pli enchevron plan axial parallle la S0 (surface de stratification). L'or natif se retrouveassoci aux sous-grains de quartzi, aux limites de grains de quartz2. Quant au quartzS, ilrsulte de la recristailisation des deux prcdents. L'altration quartz-chlorite-sricitecarbonatefuschite et les sulfures composs de pyrite, arsnopyrite, chalcopyrite,sphalerite et galne lui sont associs avec souvent de l'or natif. Le quartz4 reprsente desveinules microscopiques tardives.

    L'analyse de la zone de cisaillement contigu la VPS a permis d'identifier lesmmes paragenses d'altration et mtalliques que dans le quartzS or natif prcipitdans les dfauts cristallins et texturaux de la pyrite et de l'arsnopyrite. Desmicrocisaillements connects au quartzS aurifre contiennent, dans le plan-C, de lamonazite qui est aussi incluse dans les sulfures de mme que l'or natif. L'assemblage y

  • IV

    est or-arsnopyrite-chalcopyrite, or-pyrite-sphalrite. En choisissant le systme fer-zinc-arsnique, des conditions de tempratures de 325 375 C et un log aS2 de -8,5 -4,5ont pu tre interprtes pour le fluide minralisateur.

    L'tude ptrographique des inclusions fluides a servi identifier, pour le mme FIA(Fluid Inclusion Assemblage) dans le quartz2 et le quartz inclus dans les pyrites etarsnopyrites parfois aurifres ou dans les minraux d'altration : les inclusions fluidesaqueuses carboniques IF1a, carboniques IFlb et aqueux ou carbonique IF3.L'immiscibilit a t tablie pour la formation syngntique de IF1a et IF1b. Les analysesmicrothermomiriques compltes par la spectromtrie de Raman sur ces deux typesprincipaux d'inclusion fluide en relation avec la cristallisation et potentiellement laminralisation aurifre, a suggr la composion du fluide hydrotherma. Il s'agt de fluidedu systme H2O-CO2-NaCICaCl2KCI, de faible salinit (

  • Abstract

    In spite of the studies on turbidite-hosted gold deposits, mostly in Nova Scotia(Canada), Central Victoria and New South Wales (Australia), the origin of the ore-formingfluid (magmatic versus metamorphic) and the mechanism of BPVs (Bedding ParallelVeins) formation remain to be determined and understood.

    The gold deposits in Jinping are the first of this type discovered in China. They arehosted in clastic sedimentary rocks, which underwent a lower grade metamorphismwithout any magmatic intrusion unequivocally identified. The study area was affected bythe Caledonian orogeny (760-375 Ma) which formed regional NE open folds, faults andshear zones. The wall rocks belong to the Proterozoic Xiajiang Group (1000-800 Ma) andhost the deposits of Pingqiu in its lower level and Huaqiao in the upper sequences. !nthese sites, the gold bearing BPVs are located in the hinge of subsidiary folds. Theyunderwent at the limbs normal faults or shear zones convergent toward the hinge zone inPingqiu, whereas NW-dipping with apparent reverse movement (actually dextra!rejuvenation) in Huaqiao. The regional and subsidiary folds are cylindrical, upright, open toclose, with subhorizontal axis. Domes and basins structures were identified usingstereographic analysis.

    The field and ptrographie studies of the wall rocks exhibit the sedimentarystructures such as graded bedding, cross bedding, lamination and drop stone thatemphasize their turbiditic characters. The fold hinge zone contains S/C fabrics followed byboudinage in the wall rock of the veins, overprinted by bedding parallel stylolites. Wallrocks included within quartz veins also exhibit S/C micro-fabric. The deformation of wallrocks, which does not have significant hydrothermaS alteration, is asymmetrical withrespect to the vein.

    The microstructural analysis of individual BPV revealed four generations of quartz:quartzi, quartz2, quartz3 and quartz4. The quartzi containing S/C micro-fabric precededthe crystallization of quartz2. The crystal growth of the latter is defined by chevron fold withaxial plane parallel to SO (bedding plane). Native gold crystallized in quartzi subgrain atthe limit of quartz2 grain boundaries. The quartzS results from the recrystallization of thetwo earlier quartz types 1 and 2. The alteration associated with quartzS is quartz-chlorite-sericite carbonatei fuschite with associated sulphides such as pyrite, arsenopyrite,chalcopyrite, sphalerite and often native gold. The quartz4 represents the late micro-veinlets.

    The analysis of shear zone contiguous to BPV allowed identification of the sameparagenesis of alteration and ore minerals similar to quartzS where native gold infillcrystalline defects in pyrite and arsenopyrite. The C-plane of micro-shears linked to thegold bearing quartzS contains monazite, which also occupies defects in sulphides asnative gold does. The ore sulphide assemblage in quartzS is gold-arsenopyrite-chalcopyrite, gold-pyrite-sphalerite. Using the iron-zinc-arsenic system, a temperature

  • VI

    range of 325 to 375 C and a log aS2 from -8,5 to -4,5 have been inferred for the ore-forming fluid.

    The ptrographie study of fluid inclusions heiped to identify in the same FIA (FluidInclusion Assemblage) in quartz2 and in quartz included in gold bearing pyrite andarsenopyrite or in alteration minerals: aqueous carbonic IF1a, carbonic IF1b and aqueousor carbonic IF3 fluid inclusions. The immiscibility was established for the synchronous !F1aand lF1b, two principal fluid inclusion types related to quartz vein emplacement andprobably gold mineralization. Microthermometric measurements supplemented by Ramanspectrometry indicated the composition of hydrothermal fluid. It is a low salinity fluid (< 10wt % NaCI quiv.) of the system H2Q-CO2~NaCl CaCI2 KCi with some N2, CH4, H2S andSO2 partitioned in the carbonic gas phase. The immiscibility recognize for IF1 allowed theuse of the minimum Th (homogenization temperature) of 256C in an isochore P-Tdiagram infer the narrow interval of pressure between 1,8 to 3,8 kbar. From thecombination of the microthermometric and ore mineral paragenesis data, the range oftemperatures for the ore-forming fluid was assumed to be 275 to 375 C.

    The REE