séance 4 les gisements - nunavut
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Introduction à la prospection Séance 4 – Les gisements
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Les gisements de minerai
Qu’est-ce qu’un minerai?
• Il s’agit d’éléments courants comme l’or, le cuivre, le zinc et le plomb, que l’on trouve naturellement dans toutes les roches, mais en infimes quantités.
• Au fond, le minerai, c’est de la roche où ces éléments sont concentrés.
• Un gisement, c’est un secteur qui a subi des changements précis menant à la concentration d’éléments utiles extractibles et profitables (par exemple une ceinture de roches vertes).
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OR
Mine Meadowbank
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Mine Meadowbank
OR FER
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OR
Mine MeadowbanK
FER MÉTAUX COMMUNS
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Mine Meadowbank
OR FER MÉTAUX COMMUNS DIAMANT
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Mine Meadowbank
OR FER MÉTAUX COMMUNS DIAMANT
En quoi le minerai les distingue-t-il?
Les gisements
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Les types de mines
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Les types de mines
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Les types de mines
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Les types de mines
Mine à ciel ouvert
Mine du lac des Îles – Thunder Bay (Ontario)
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Les types de mines
Mine souterraine (puits)
Mine David Bell – Marathon (Ontario)
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Les types de mines
Mine souterraine (galerie inclinée)
Entrée de la mine du lac Doris (Hope Bay) – Nunavut
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Les types de mines
Combinaison
Plan de la mine Diavik
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La minéralisation
• Il existe plusieurs formes de minéralisation, des veines aux formations rubanées, en passant par les gisements en amas.
• Généralement, les métaux sont associés à un autre minéral et doivent en être séparés – par exemple, l’or peut être associé au quartz ou aux sulfures de fer.
• Parfois, les métaux sont liés chimiquement à d’autres éléments et doivent en être séparés chimiquement – par exemple, le cuivre dans la chalcopyrite (CuFeS2).
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La minéralisation
Couche de chromite Formation de fer Amas de sulfure
Minéralisation de stockwerk Minéralisation de cuivre Chalcopyrite dans le quartz
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Les types de gisements
• Les gisements peuvent avoir diverses formes et tailles.
• La concentration des différents éléments utiles dépend de facteurs très précis : configuration des plaques tectoniques, température, présence d’eau, etc.
• L’or peut prendre plusieurs formes – les associations avec le quartz et les sulfures de fer (pyrite, chalcopyrite et pyrrhotite) en sont de bons exemples – des fluides.
• Le fer aussi peut prendre plusieurs formes, des formations de fer rubanées aux amas de magnétite (par exemple, la mine Mary River).
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Les gisements d’or filonien (veines)
• Des fissures permettent à des fluides récemment formés de pénétrer facilement dans la roche.
• Ces fluides sont souvent composés de silice (veines de quartz).
• La plupart des gisements filoniens se situent dans les zones de failles ou à proximité.
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Les gisements d’or filonien (veines)
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Les gisements d’or filonien (veines)
• Dans les zones de cisaillement, des failles se forment lorsque la roche est encore plastique.
• L’effet de cisaillement crée de petits espaces dans les zones de compression et de tension.
• Les fluides coulent dans ces espaces et forment des veines lorsqu’ils se cristallisent.
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Les gisements d’or filonien (veines)
• Les plis ont plusieurs zones de pression.
• De nombreux projets sont axés sur les charnières des plis (où la roche se courbe).
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Les gisements d’or filonien (veines)
• L’or filonien est également associé aux formations de fer rubanées, car on le trouve dans les veines de quartz des rubans de fer et de chert.
• Ces formations sont d’abord une source de fer (la plus importante sur Terre), mais contiennent également de l’or.
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Les gisements d’or filonien (veines)
• Les horizons des formations de fer rubanées peuvent être fortement pliés et complexes.
• Cette complexité forme parfois des « pièges » structuraux où pénètrent les fluides transportant de l‘or.
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Les formations de fer rubanées
• Ces formations sont considérées comme des sédiments chimiques – elles résultent du dépôt de fer et de silice (présents dans l’eau salée) au fond de l’océan.
• Les couches dépassent rarement quelques centimètres d’épaisseur et alternent entre celles riches en fer et celles de chert, ce qui crée l’aspect rubané.
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Les gisements de sulfure massif volcanogène (SMV)
• Il s’agit de gisements anciens s’étant formés au fond de l’océan près des limites de plaques tectoniques, plus particulièrement aux points d’expansion.
• C’est l’un des rares processus que l’on peut encore observer aujourd’hui.
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Les types de gisements
Les gisements de sulfure massif volcanogène (SMV)
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Les gisements de sulfure massif volcanogène (SMV)
• Les gisements de SMV sont associés aux « ceintures » volcaniques, qui reflètent les périodes volcaniques.
• On les appelle couramment les ceintures de roches vertes.
• Au Nunavut, on les trouve surtout dans la région du Kitikmeot (rivière Hackett, lac Izok et lac High).
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Les gisements sédimentaires exhalatifs (Sedex)
• Le terme semble compliqué, mais essentiellement, c’est un système similaire aux gisements de SMV, sauf qu’il n’y a pas de fumeurs noirs.
• Plutôt que d’être le résultat de la recirculation de l’eau salée au fond de l’océan, les gisements Sedex proviennent de la recirculation de l’eau salée continentale, ramenée à la surface par des failles, puis finalement déposée sous forme de sédiments.
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Les gisements sédimentaires exhalatifs (Sedex)
• Ces gisements sont plus rares que ceux de SMV, mais généralement bien plus gros.
• La principale différence est qu’ils sont généralement le produit de la saumure provenant de mers peu profondes.
• Contrairement aux gisements Sedex, les gisements de SMV sont associés au volcanisme océanique.
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Les intrusions magmatiques stratifiées
• Il y a quelques endroits dans le monde où l’on trouve de grosses intrusions de roche ignée.
• Ces intrusions proviennent du manteau supérieur et surviennent généralement lors d’événements majeurs.
• Nickel-cuivre-éléments du groupe du platine.
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Les intrusions magmatiques stratifiées
• Quant aux intrusions magmatiques stratifiées, elles surviennent lorsque le magma en provenance du manteau est riche en soufre (S).
• Certains éléments, comme le nickel, le cuivre, le platine et le palladium, se lient facilement au soufre.
• Cette liaison densifie les éléments et les fait redescendre, formant ainsi une intrusion stratifiée.
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Les gisements d’uranium
• Comme les autres minéraux utiles, l’uranium est présent dans la roche.
• On le trouve généralement sous la forme UO2 (de l’uraninite ou de la pechblende).
• L’UO2 est souvent transformé en concentré, principalement sous forme d’U3O8, considéré plus stable, ou de minerai d’uranium.
• Ce concentré demeure peu radioactif jusqu’à ce qu’il soit concentré davantage aux fins de production d’énergie.
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Les gisements d’uranium
• Le minerai d’uranium est un élément utile unique : on le trouve dans une quinzaine d’environnements géologiques de base.
• La grande partie de l’uranium au Canada se trouve dans des environnements géologiques présentant de la discordance.
• On l’extrait principalement pour la production d’énergie (une fois transformé et concentré).
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Les types de gisements
L’énergie nucléaire
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Les types de gisements
L’énergie nucléaire
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Les types de gisements
Les gisements de terres rares
• L’avènement de l’énergie verte entraîne une hausse de la popularité des terres rares.
• Le lithium et le tantale en sont de bons exemples.
• Les terres rares sont en général associées à la pegmatite, une forme particulière de granite.
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Les gisements de terres rares
• La pegmatite est la plupart du temps composée de quartz, de feldspath et de mica.
• Les plus petites roches contiennent des gemmes comme l’aigue-marine (béryl bleu), la tourmaline et la topaze.
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Les types de gisements
Les gisements de terres rares • La pegmatite est une forme de granite contenant des cristaux anormalement gros
(plus de 2 cm).
• Elle est dérivée d’une source de roche ignée soumise à beaucoup de fluides, où la cristallisation a eu libre cours pendant longtemps.
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La kimberlite
• Le diamant est associé à un type bien particulier de roche volcanique appelé la kimberlite.
• Puisque la kimberlite se forme à des profondeurs extrêmes (par rapport à d’autres gisements), sa composition et ses propriétés sont donc incomparables.
• Le diamant est le minéral naturel le plus dur sur Terre (10 sur l’échelle de Mohs).
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La kimberlite
• Les cheminées kimberlitiques sont des colonnes de roche ignée en forme de carotte plantée dans le sol.
• Souvent, ces cheminées sont circulaires à la surface, et l’indentation créée par l’érosion rapide de la roche se remplit d’eau, formant ainsi un lac.
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Les types de gisements
La kimberlite
• On appelle « cheminée kimberlitique » le type de volcan où l’on trouve du diamant.
• En fait, il s’agit d’une colonne de roche ignée en forme de carotte.
• La racine de cette cheminée est profonde dans le manteau.
• Beaucoup de cheminées ont une forme circulaire quasi parfaite, et leur indentation se remplit souvent d’eau.
Les cheminées ne sont pas
toutes circulaires! (Projet Qilalugaq de
North Arrow Minerals)
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La kimberlite
• La kimberlite s’identifie par des minéraux indicateurs. Par exemple :
• L’olivine
• Le pyrope (grenat)
• Le diopside chromifère
• Une autre roche, l’éclogite, entièrement composée d’olivine et de grenat, peut aussi contenir du diamant.
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Les types de gisements
Les gisements
La kimberlite
• La kimberlite provenant toute d’une même source, sa composition en minéraux est pratiquement toujours la même.
• Elle contient des minéraux indicateurs assez évidents :
• L’olivine
• Le pyrope (grenat)
• Le diopside chromifère
• Une autre roche, l’éclogite, est entièrement composée d’olivine et de grenat, rappelant les couleurs de Noël.
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Les placers
• Ces gisements ne sont pas créés par des processus volcaniques ou ignés.
• Ils sont créés par l’érosion d’un autre gisement.
• On les trouve généralement dans les courbes et les zones à faible débit des cours d’eau.
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Les placers
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Les placers
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• La stéatite est généralement une roche molle ultramafique pouvant être facilement sculptée sans se briser.
• Le marbre, principalement composé de calcite et de dolomie, est également couramment utilisé comme pierre à sculpter.
La pierre à sculpter
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• Les météorites elles-mêmes ne sont pas considérées comme du minerai.
• Les météorites contiennent de la matière solaire primordiale – c’est-à-dire qui n’a pas été transformée par des forces géologiques.
• Des entreprises commencent à évaluer le potentiel minier des astéroïdes, notamment pour le fer.
Les météorites
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Les gisements
Les météorites
• Les météorites elles-mêmes ne sont pas considérées comme du minerai.
• Les météorites contiennent de la matière solaire primordiale – c’est-à-dire qui n’a pas été transformée par des forces géologiques.
• Les astéroïdes contiennent la même matière, et les entreprises commencent à évaluer leur potentiel minier, notamment pour le fer.
• Les géologues parlent parfois de matière chondritique pour désigner la matière solaire primordiale.
Autres types de gisements
Sudbury (Ontario)
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Qu’avons-nous vu aujourd’hui?