Cours de courte durée - Géochimie des gîtes minéraux hydrothermaux (12-19 octobre, 2019)

Les cours conjoints modulaires de l’Université d’Ottawa en géochimie des gîtes minéraux sont des cours intensifs d’une durée de 8 jours portant sur la géologie et la genèse des gîtes minéraux. Le cours de cette année portera principalement sur les notions fondamentales du système minéral et chimique dans les gisements de minerais hydrothermaux, incluant des aspects pratiques de géochimie des éléments du minerai, les assemblages de minéraux d’altération, les interactions eau-roches et les techniques pour les reconnaître.

Des experts dans le domaine introduiront les concepts nécessaires à la compréhension de la stabilité des minéraux et des facteurs de contrôle de la solubilité des métaux dans les systèmes hydrothermaux, des conditions P-T-pH-redox et de leur importance dans la formation et l’altération minérale, ainsi que l’intégration d’analyses de base sur le terrain et en laboratoire afin de déchiffrer ces processus. Les participants recevront des enseignements et de l’expérience pratique pour l’acquisition et l’analyse de données applicables à un large éventail de systèmes hydrothermaux et ils exploreront des études de cas plus développées pour certains des types de gisements de minerais les plus importants dans le monde.

Le contenu du cours sera approprié pour les étudiants diplômés qui ont une formation avancée en gîtes minéraux ainsi que pour les professionnels de l’industrie. Les cours magistraux seront tirés de documentation standard, tel que « Geochimistry of Hydrothermal Ore Deposits », et les cours permettront au non-spécialiste de développer les habiletés pour utiliser des techniques largement répandues en recherche et exploration. Des exercices seront faits en classe sur l’interprétation d’analyses en laboratoire de roches, de minéraux, de minerais et de fluides, en insistant sur des concepts et approches pouvant être utilisées sur le terrain.

Le cours sera présenté sous la forme de quatre modules de 2 jours chacun, se concentrant sur les sujets suivants :

  • Guides pratiques sur les éléments, minéraux et fluides du minerai
  • Analyse des roches, minéraux et fluides dans les systèmes hydrothermaux
  • Interactions fluide-roche et processus d’altération hydrothermale
  • Études de cas de systèmes magmatiques-hydrothermaux et dominés par l’eau de mer
  • Applications à l’exploration

Ce cours est ouvert aussi bien aux étudiants diplômés de n’importe quelle université qu’aux professionnels. Les transferts de crédits vers des programmes d’étude de cycles supérieurs sont possibles pour les étudiants de l’Ontario, et les participants de l’industrie peuvent recevoir des crédits pour leurs exigences de formation professionnelle. Ce cours correspond au cours GEO5306 de l’Université d’Ottawa.

Horaire et description des modules

Jours 1 et 2: Un guide pratique sur les éléments, minéraux et fluides du minerai

Les fluides hydrothermaux peuvent transporter le spectre complet des éléments des minerais, de A à Z. Les sources de ces éléments, les mécanismes de transport et les facteurs de contrôle de leur précipitation déterminent fondamentalement à quel endroit et à quel moment se forment les gîtes minéraux. Mais comment des éléments géochimiquement rares avec de faibles abondances dans la croûte terrestre deviennent-ils concentrés dans les fluides minéralisateurs qui ultimement précipitent en gisements de minerais? Pourquoi certains éléments sont-ils trouvés dans un type de gisement, mais dans aucun autre? La plupart des géologues ont une compréhension générale de facteurs tels que la roche mère et la température – les minerais riches en Cu se forment communément à haute température, et les minerais riches en Zn se forment à basse température. Mais pourquoi cela se produit-il? Le premier jour de ce module abordera ces questions en utilisant des modèles simples minéraux et chimiques ainsi que des données géochimiques des fluides minéralisateurs dans différents types de gisements. Le deuxième jour portera sur les principes de base de la stabilité des minéraux, ainsi que sur la façon d’interpréter la minéralogie des gîtes minéraux hydrothermaux en termes de facteurs de contrôles fondamentaux sur la formation et l’altération hydrothermale (température, pH, état d’oxydation). Nous examinerons pourquoi certains gisements ne contiennent que de la pyrite alors que d’autres contiennent principalement de la pyrrhotite ou de la magnétite, pourquoi certains gisements sont dominés par l’altération feldspathique alors que d’autres sont dominés par la muscovite, et nous apprendrons quelques règles simples pour comprendre comment ces sortes de différences minéralogiques se produisent. Les observations dans les carottes de forage et sur le terrain seront reliées à des données expérimentales pour aider à comprendre les processus allant du zonage au remplacement des minéraux.

Jours 3 et 4: Analyse des roches, minéraux et fluides dans les systèmes hydrothermaux

Les compagnies d’exploration emploient de façon routinière des laboratoires commerciaux qui peuvent analyser le tableau périodique des éléments au complet dans les roches et les minéraux, mais comment pouvez-vous utiliser toutes ces données pour améliorer la recherche du minerai? Quelles techniques devraient être appliquées pour répondre à des questions spécifiques sur l’interaction fluide-roche et la formation du minerai? Comment ces différentes méthodes peuvent-elles être utilisées pour suivre le comportement des fluides aqueux de haute température dans la croûte et l’évolution géochimique de ces fluides dans les systèmes minéralisateurs? Le premier jour de ce module, nous examinerons les méthodes analytiques les mieux adaptées pour comprendre l’interaction fluide-roche et cerner les propriétés physiques et chimiques de différents systèmes générateurs de minerais. Les questions qui seront traitées comprennent les types d’échantillons à analyser, les techniques de préparation des échantillons (exemples : différentes digestions, lessivage partiel ou séquentiel), différentes approches d’analyse des roches et minéraux (absorption atomique, techniques d’analyse multi-élément ICP-MS, XRF, spectroscopie par réflectance, analyses in situ) et leur application dans différents scénarios d’exploration. Nous examinerons comment utiliser des données géochimiques sur les roches, minéraux et fluides pour identifier différents processus de formation des minéraux et « naviguer » dans les systèmes hydrothermaux, ainsi que les origines des différents types de fluides (exemples incluant les processus de séparation de phase, de mélange des fluides et de l’exolution à partir des magmas). Le deuxième jour sera une opportunité pour visiter différents laboratoires du Complexe de recherche avancée de l’Université d’Ottawa. Les participants réaliseront des analyses de minéraux en laboratoire et produiront des données qui seront ensuite discutées dans le cours.

Jours 5 et 6: Interaction fluide-roche et processus d’altération hydrothermale

Les gisements de minerais hydrothermaux sont les produits finaux de fluides convergeant dans des milieux poreux et perméables, ce qui occasionne un large éventail d’interactions fluide-roche. Le site de déposition des minéraux peut être proximal à la source des fluides, comme dans les gisements reliés au magmatisme, ou distal, comme dans les gisements d’or ou TMV mésothermaux. Ce module explorera les approches multidisciplinaires à l’étude des altérations hydrothermales nécessaires pour décrire l’évolution complexe des fluides minéralisateurs dans différents environnements. Le premier jour, nous examinerons les réactions qui ont lieu entre les fluides et les roches, en se basant sur la compréhension de la composition des fluides, de la stabilité des minéraux et du comportement des fluides dans les systèmes hydrothermaux. La minéralogie et la chimie minérale de base seront révisées, en y intégrant du travail de terrain et des observations de carottes de forage incluant leur pétrographie, des applications SEM-EDS et des études isotopiques pour décortiquer les processus d’altération hydrothermale qui sont les plus importants pour la formation du minerai et l’exploration. Ceci inclut d’identifier les voies de réaction des fluides, particulièrement les directions dans lesquelles ils ont circulé (exemples : par zonage et remplacement minéralogique). Le deuxième jour nous nous concentrerons sur des exemples d’évolution des fluides et d’altérations dans différents types de systèmes magmatiques-hydrothermaux et la relation entre différents types de fluides, les roches-mères et l’évolution du magma. Tout au long de ce module, l’emphase sera mise sur les caractéristiques d’identification qui sont directement observables sur le terrain et au microscope.

Jours 7 et 8: Études de cas – Systèmes magmatiques-hydrothermaux et dominés par l’eau de mer

Cette dernière session de 2 jours appliquera les principes des systèmes minéraux et chimiques, de la géochimie hydrothermale et de l’évolution des fluides à l’interprétation d’études de cas concernant des gisements de porphyres, épithermaux et de sulfure massifs encaissés dans des roches volcaniques. L’emphase sera mise sur l’application de l’approche des systèmes minéraux pour répondre aux questions clés sur les différents systèmes minéralisateurs : quelles étaient les sources de métaux, qu’est-ce qui a causé le déplacement des fluides hydrothermaux dans la croûte, où les fluides sont-ils restés pris, et qu’est-ce qui a causé la déposition de ces minéraux? Le premier jour, nous nous concentrerons sur les gîtes minéraux des arcs volcaniques subaériens, prenant des exemples de porphyres importants et de dépôts épithermaux. Nous examinerons les sources et les voies des fluides hydrothermaux les plus productifs pour acquérir une meilleure compréhension de la grandeur et de la diversité des gisements produits. Les connaissances acquises à partir d’analogues modernes dans des environnements géothermaux actifs seront un aspect important de cette partie du cours. Le dernier jour, nous explorerons les gîtes minéraux hydrothermaux associés au volcanisme sous-marin, suivi d’une discussion et d’un examen en classe portant sur la matière du cours en entier.

Présentateurs
  • Mark Hannington est professeur titulaire et chaire Goldrop en géologie économique au département des sciences de la Terre et de l’environnement à l’Université d’Ottawa. Il a obtenu son PhD à l’Université de Toronto (1989) et a été un chercheur scientifique à la Commission géologique du Canada pendant 15 ans avant d’arriver à l’Université d’Ottawa en 2005. Ses recherches combinent l’étude des volcans actifs du plancher océanique et des cheminées hydrothermales métallifères associées (« fumeurs noirs ») avec la recherche sur les environnements volcaniques anciens qui encaissent les gisements de SMV. Il a participé à 29 croisières de recherche à des volcans sous-marins de la dorsale est-Pacifique, de la Crête Juan de Fuca, de la dorsale médio-Atlantique, en Méditerranée, en Nouvelle-Zélande, aux Tonga, aux Nouvelles-Hébrides, en Antarctique et en Papouasie-Nouvelle-Guinée principalement avec le Helmholtz Center for Ocean Research (GEOMAR) de Kiel, en Allemagne. Il a également dirigé des projets de recherche importants sur les systèmes SMV, incluant le gisement géant de Kidd Creek, le gisement d’or LaRonde et les altérations hydrothermales à l’échelle régionale dans le district de Noranda. Professeur Hannington a été l’éditeur du journal Economic Geology de 2001 à 2008.
  • Matthew Leybourne est un professeur associé de géochimie dans le département de Sciences et Génie à l’Université Queen’s, à Kingston. Il est gradué de l’Université de Waikato en Nouvelle-Zélande et de l’Université Acadia, et a reçu son PhD de l’Université d’Ottawa. Il a travaillé longuement sur l’hydrogéochimie des eaux de surface pour la Division des ressources minérales de la Commission Géologique du Canada avant de prendre un poste d’assistant professeur en géochimie à l’Université du Texas à Austin où il a ouvert un nouveau laboratoire géochimique ICP-ES/MS et IC. En 2006, il a déménagé en Nouvelle-Zélande où il était scientifique senior à GNS, responsable de la géochimie des fluides des systèmes sous-marins hydrothermaux actifs. Il a ouvert un nouveau laboratoire ICP-MS à GNS et a été « Object Leader » dans le programme néozélandais de minéraux au large des côtes. En 2012, il est revenu au Canada pour devenir géochimiste senior pour ALS Minerals à Vancouver, où il a fourni une expertise technique et scientifique au développement de méthodes et d’applications. Sa carrière variée a fait de lui un des experts renommés au Canada en géochimie appliquée à l’exploration minière et aux gîtes minéraux hydrothermaux.
  • Daniel J. Kontak est professeur de géologie économique à l’Université Laurentienne. Il a étudié à l’Université St-François-Xavier et à l’Université d’Alberta où il a travaillé sur la métallogénie de l’uranium dans la ceinture minérale centrale du Labrador. Il a complété son PhD à l’Université Queen’s en 1985 sur la métallogénie des gîtes minéraux granitiques dans les Andes. De 1986 à 2006, professeur Kontak a été le géologue économique en chef du Département des ressources naturelles de Nouvelle-Écosse, où il a travaillé sur des projets variés en ressources minérales, incluant les métaux de base Sn-W-Ta dans le granite, la pegmatite Ta-Li, Au relié aux intrusions et au métamorphisme, les porphyres Cu-Mo-Au, les carbonates Zn-Pb-Ba et les minéraux industriels (baryte, zéolites). Il s’est joint à la faculté de l’Université Laurentienne en 2006. Ses intérêts de recherche couvrent l’environnement géologique des gisements de métaux de base et précieux, avec une emphase sur l’intégration d’études de terrain et de laboratoire pour découvrir la nature et l’origine de l’environnement de minéralisation, de l’échelle régionale à locale, incluant la géochronologie, la pétrologie, les traceurs stables et radiogéniques, la chimie des roches entières et des minéraux et la chimie des fluides.
  • J. Bruce Gemmell a été le directeur du Centre for Ore Deposit Research (CODES) de renommée mondiale et le directeur de l’École des Sciences de la Terre à l’Université de Tasmanie. Bruce a obtenu son BSc de l’Université de Colombie-Britannique et ses MSc et PhD (1987) du Collège Darmouth. Au début, ses recherches portaient sur la géochimie des métaux-traces dans les gaz volcaniques de volcans actifs au Costa Rica et au Nicaragua et sur la géologie et la minéralogie des veines épithermales d’Ag au Mexique. Bruce a par la suite acquis une grande expérience dans un large éventail de types de gîtes minéraux, comprenant des recherches déterminantes sur les gisements de sulfure massifs encaissés dans des roches volcaniques (VHMS) de l’Ouest de la Tasmanie et de la Cordillère nord-américaine où il a travaillé largement en exploration minière et également sur les systèmes modernes hydrothermaux du plancher océanique. Plus récemment, il a réalisé avec ses étudiants des recherches détaillées sur les systèmes de veines de métaux de base et précieux en Indonésie et en Amérique du Sud, développant des modèles d’exploration basés sur les processus qui se concentrent sur le zonage dans la transition porphyre-épithermale. Bruce a supervisé 40 étudiants à la maîtrise et au doctorat et a gagné un certain nombre de prix pour son enseignement à l’UTAS. Lui et son équipe sont reconnus pour leur recherche financée par l’industrie et pour leurs nombreux cours intensifs sur l’exploration minière offerts à des audiences internationales un peu partout dans le monde. Bruce a été un membre des équipes éditoriales de Mineralium Deposita et de Economic Geology, ainsi qu’un éditeur invité de nombreux numéros spéciaux de Economic Geology concernant des gisements VHMS et épithermaux. Il est présentement le directeur de Gemmell Geoscience Consulting.
Coûts et inscription

Préalables

Des cours avancés de premier cycle universitaire (3e ou 4e année) en géochimie, pétrologie et gîtes minéraux sont recommandés. Pour les étudiants sans préalables, la permission de l’administrateur du cours est requise.

Matériel de cours

Un ensemble complet de notes et autre matériel académique sera fourni pour chaque session (uniquement en PDF). Ce matériel formera la base pour les problèmes donnés et les exercices pratiques de chaque journée, et un examen final à faire à la maison.

Format du cours et évaluation

Les étudiants inscrits dans le cours seront évalués sur la base de problèmes et d’exercices faits à la fin de chaque journée (60% de la note finale) et d’un examen final à faire à la maison, basé sur la matière vue en classe et les lectures associées au cours (40% de la note finale). Du temps sera alloué à la fin de chaque jour pour discuter la matière vue en classe et guider la réalisation des problème donnés. L’examen à faire à la maison devra être remis 1 semaine après la fin du cours (27 octobre 2019).

Développement professionnel

Ce cours est applicable aux exigences de formation continue et de développement professionnel pour l’enregistrement professionnel.

Coûts

Les frais couvriront le coût des notes de cours et les dîners. Les frais pour les étudiants seront de 200$ pour le cours entier (300$ après le 21 août). Les frais pour les participants professionnels sont de 500$ par session de 2 jours. Aucun remboursement ne sera accordé après le 21 septembre.

Inscription

Veuillez lire le formulaire d’inscription pour les détails concernant l’inscription et le paiement. Pour des informations supplémentaires, contactez Sarina Cotroneo à :

Sarina Cotroneo,
Department of Earth Sciences,
University of Ottawa,
25 Templeton Street,
Ottawa, Ontario, K1N 6N5
Tel: +1 (613) 562-5292
Fax: +1 (613) 562-5192

Courriel : ICSR@uOttawa.ca

Crédits de cours

Ce cours correspond à GEO 5306 (3 crédits) de l’Université d’Ottawa et de l’Université Laurentienne. Les étudiants de n’importe quelle université sont éligibles à prendre ce cours, mais les crédits seront accordés uniquement à ceux qui se seront inscrits par le biais du Ontario Visiting Graduate Student Program (OVGS) ou avec leur département s’ils ne sont pas d’une université ontarienne. Les étudiants doivent assister au cours entier pour obtenir les 3 crédits. Les étudiants inscrits à des universités de l’ONTARIO souhaitant faire transférer les crédits pour ce cours à leur université d’étude doivent remplir un formulaire de OVGS. Contactez votre unité académique ou votre bureau d’études des cycles supérieurs pour obtenir le formulaire adéquat. Les étudiants inscrits avec le Ontario Visiting Graduate Student Program et les étudiants de l’Université d’Ottawa seront LES SEULS à recevoir une note officielle sur leur relevé de notes. Les étudiants à des universités HORS ONTARIO peuvent recevoir des crédits de leur institution, mais sont responsables d’obtenir l’autorisation de leur propre département. Tous les étudiants recevront une lettre à ce propos de la part de l’instructeur du cours indiquant la réussite du cours et une note pour le cours. Si vous souhaitez tout de même recevoir un bulletin officiel de l’Université d’Ottawa et n’êtes pas étudiant d’une université ontarienne, vous devez être admis à l’Université d’Ottawa comme étudiant spécial et vous inscrire à temps partiel. S.V.P. contactez-nous par courriel pour plus d’information en tant qu’étudiant spécial.

Emplacement et services

Les cours en classe seront tenus dans le nouveau complexe STEM et CRA (Complexe de recherche avancée) sur le campus de l’Université d’Ottawa. Des stationnements payants extérieurs et souterrains sont disponibles sur le campus. Ce cours a été prévu pendant la semaine d’étude, donc certains services pourraient ne pas être disponibles. De l’information sur l’hébergement local sera fournie au moment de l’inscription.

Les repas du midi et les pauses-café seront fournis quotidiennement et sont inclus dans le coût du cours.

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