Gagnon, Marie-des-Neiges
(2010).
« Paragenèse des alliages de fer-nickel dans les roches ultramafiques serpentinisées des complexes ophiolitiques appalachiens du sud-est du Québec » Mémoire.
Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Maîtrise en sciences de la Terre.
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Résumé
Les harzburgites des complexes ophiolitiques d'Asbestos et de Thetford Mines, localisées dans le sud-est des Appalaches du Québec, ont été soumises à au moins deux phases de serpentinisation ayant permis la formation d'alliages et de sulfures de Ni-Fe-(Co). Le but de ce mémoire est de caractériser la paragenèse et la distribution de ces phases minérales. Pour ce faire, les travaux effectués ont débuté par la cartographie des lieux d'étude, soit la Mine Jeffrey d'Asbestos et la mine Lac d'Amiante à Black Lake (complexe ophiolitique de Thetford Mines), et l'observation pétrographique des échantillons recueillis. Ces observations ont démontré que les alliages de Ni-Fe-Co, nommés awaruite, sont disséminés dans la matrice de serpentine et que leur taille varie de très fine (< 1 um) dans les pseudomorphes de serpentine, à grossière (> 200 um) dans la serpentine recristallisée. Les sulfures présents sont l'heazlewoodite, Ni3S2, et la cobalt-pentlandite, (Co,Ni,Fe)9S8. Ceux-ci sont toujours présents en association avec l'awaruite. Les contacts bombés et irréguliers entre ces minéraux représentent des textures de remplacement. Les sulfures se retrouvent uniquement dans deux contextes: les halos de serpentinisation associés aux veines de chrysotile et les zones de cisaillement. Les analyses géochimiques sur roche totale ont montré un enrichissement en Fe et en Co en bordure des veines de chrysotile, tandis que le Ni a tendance à se concentrer plus loin dans le halo de serpentinisation associé à la formation de ces veines. Les variations des proportions molaires de Ni, Fe et Co dans les grains d'awaruite montrent des profils semblables. En effet, l'awaruite est enrichie en Fe et en Co lorsqu'elle est située près de la veine de chrysotile, tandis que les grains localisés plus loin dans le halo de serpentinisation sont enrichis en Ni. Le modèle proposé pour expliquer la présence de sulfures en bordure des veines de chrysotile repose sur le fait que les fluides hydrothermaux ayant percolé dans les fractures et associés à la deuxième phase de serpentinisation étaient relativement oxydants, mais qu'ils ont rapidement été réduits en pénétrant la roche. Les grains d'awaruite formés lors de la première phase de serpentinisation, déjà présents dans cette harzburgite, ont localement été mis en solution lorsqu'ils sont entrés en contact avec ces fluides. Les conditions étaient alors propices à la précipitation conjointe du Ni et du S, c'est pourquoi l'heazlewoodite a localement remplacé l'awaruite. Le Fe et le Co n'étant pas incorporés dans la structure de ce minéral, ces éléments ont été enrichis dans le fluide jusqu'à ce que la cobalt-pentlandite cristallise au dépend de l'awaruite. En comparaison, la remobilisation des grains fins d'awaruite (< 1 um) en grains grossiers (200 um), sans l'apparition de phases sulfurées, a eu lieu dans les endroits où la fugacité d'oxygène et de soufre étaient plus basses. Le même mode de formation s'applique aux sulfures situés dans les zones de cisaillement.
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MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : ophiolite, harzburgite, serpentinisation, awaruite, heazlewoodite, cobalt-pentlandite, paragenèse, Appalaches du sud du Québec
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