Processus pétrogénétiques des pegmatites à lithium du district de Rose, Québec, Canada

Petrogenesis processes of the Rose district lithium pegmatites, Quebec, Canada

• Auteur / Autrice : Joffrey Corbet
• Direction : Anne-Sylvie André-Mayer
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Géosciences
• Date : Inscription en doctorat le 06/11/2023
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale SIReNa - Science et ingénierie des ressources naturelles (Lorraine ; 2018-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : GeoRessources

Mots clés

Mots clés libres

Pegmatites LCT

Processus pétrogénétiques

Lithium

LCT pegmatites

Petrogenesis processes

Lithium

Résumé

Les métaux stratégiques présentent le plus grand risque de rupture d'approvisionnement et sont importants pour l'économie ou la défense d'un pays ; ils comprennent les ''métaux rares'' tels que les terres rares, le Li, le Nb et le Ta. Les concentrations économiques de métaux rares peuvent être associées à des roches magmatiques d'origine et de propriétés physico-chimiques diverses, notamment des carbonatites, des roches silicatées peralcalines et des granites ou pegmatites peralumineux. La variabilité des roches magmatiques minéralisées en métaux rares reflète une variété de contextes géodynamiques (rifting, collision continentale, extension post-orogénique) représentatifs de l'histoire géologique de la croûte continentale. Leur genèse peut être liée à divers processus, notamment la préconcentration des métaux dans leur source mantellique ou crustale, la différenciation magmatique, l'immiscibilité liquide-liquide et l'hydrothermalisme. Cela implique une grande diversité de textures et de compositions minéralogiques, ce qui pose des défis scientifiques et industriels pour l'extraction des minéraux contenant des métaux rares. Ce doctorat se concentrera sur l'amélioration des connaissances géologiques sur les processus pétrogénétiques menant à la formation de ces roches magmatiques minéralisées en métaux rares. Les cibles géologiques seront situées au Québec et le travail de terrain sera consacré à la caractérisation et à l'échantillonnage à l'échelle du gisement. L'utilisation de plusieurs techniques complémentaires (élémentaires, moléculaires et isotopiques) sera développée afin de produire une caractérisation minéralogique et géochimique complète de ces assemblages minéralogiques complexes, avec le besoin associé de travailler sur la combinaison ou même la fusion des données. L'objectif sera de déterminer la ou les sources de métaux et les mécanismes de fertilisation ainsi que les processus géologiques et géochimiques qui contrôlent les transferts de métaux entre les différentes couches. Une étude pétrographique permettra de définir une séquence paragénétique de phases minérales magmatiques et sera combinée à la géochronologie pour déterminer les contraintes en matière d'âge et de processus de formation. La géochimie et l'isotopie spécifique des minéraux constitutifs permettront de déchiffrer les mécanismes de formation des roches et des phases métallifères. Une étude de l'influence des caractéristiques chimiques, minéralogiques et texturales des minéraux porteurs de métaux rares sur leurs étapes de traitement sera également menée en se fondant sur les analyses minéralogiques et géochimiques.

Strategic metals are of greatest risk to supply disruptions and are important to a country's economy or defense; they include ‘rare-metals' such as REE, Li, Nb and Ta. Economic concentrations in rare-metals can be found associated to magmatic rocks of various origins and physical-chemical properties including carbonatites, peralkaline silicate rocks and peraluminous granites or pegmatites. The variability of rare-metal mineralized magmatic rocks reflect a variety of geodynamic contexts (rifting, continental collision, post-orogenic extension) representative of the geological history of the continental crust. Their genesis can be related to a variety of processes including metal preconcentration in their mantellic or crustal source, magmatic differentiation, liquid-liquid immiscibility and hydrothermalism. This implies a high diversity of textures and mineralogy involving scientific and industrial challenges for the extraction of rare-metals bearing minerals and rare-metals. This PhD work will focus on increasing the geoscientific knowledge on the petrogenesis processes leading to the formation of such rare-metal mineralized magmatic rocks. The geological targets will all be located in Québec-Canada, and field work will be dedicated for the deposit scale characterization and sampling. The use of several complementary techniques (elementary, molecular, and isotopic) will be developped to produce a complete mineralogical and geochemical characterization of such complex mineralogical assemblages, with the associated need to work on combining or even merging data. The objective will be to determine the metal source(s) and the fertilization mechanisms as well as the geological and geochemical processes that control metal transfers between the various layers. A petrographic study will allow the definition of a paragenetic sequence of magmatic mineral phases and will be combined to geochronology to determine constraints in terms of age and formation processes. The geochemistry and specific isotopy of the constituting minerals will allow deciphering the mechanisms of formation of the rocks and the metal-bearing phases. Also, an investigation of the influence of the chemical, mineralogical, and textural features of the rare-metal ores on their processing stages will be carried, based on the mineralogical and geochemical analyses.