Volume 23, Number 3, September 1996

EN:

LiTHOPROBE is Canada's major national geoscience research project which combines multidisciplinary studies of the Canadian landmass and surrounding off-shore margins to determine how the northern North American continent has formed over geological time from 4000 million years ago to the present. The project has been instrumental in establishing a new era of collaboration among geologists, geochemists and geophysicists from universities, government and industry. It has brought new and exciting results to the attention of students, politicians, the media and the general public through its public outreach-communications program. But first and fore-most, Lithoprobe is a scientific project. This article highlights the accomplishments of the scientific programs from all transects (study areas) during the period 1993-1996 and the subsequent enhancement of our understanding of the tectonic development of our continent.

FR:

Lithoprobe est le plus important pro-gramme de recherches géoscientifiquesdu Canada. Il s'agit de recherches multi-disciplinaires qui s'intéressent à la suitedes événements qui ont mené à la for-mation de la portion septentrion nale ducontinent nord-américain au cours desdernières 4 000 millions d'années. Lesprojets de recherches qu'il comprendcouvrent toutes les régions habitées duCanada sans oublier ses marges conti-nentales offshores. Ce programme a jouéun rôle clé dans l'établissement d'unenouvelle ère de collaboration entre lesgéologues, les géochimistes et lesgéophysiciens des universités, des serv-ices gouvernementaux et du secteur privéde l'industrie minérale. De plus, grâce àson programme de diffusion des résul-tats obtenus, les étudiants, les politi-ciens, les médias ainsi que le grand pub-lic ont pu prendre connaissance de don-nées nouvelles fort intéressantes. Celadit, Lithoprobe est d'abord et avant toutun programme de recherches scienti-fiques. Le présent article souligne lesprincipales réalisations des projets re-cherches menées sur tous les transects{régions étudiées) de 1993 à 1996 etmontre comment les résultats obtenus ontamélioré notre compréhension desévénements tectoniques qui ont modelénotre continent.

EN:

Porphyry deposits are intrusion-related, large tonnage low grade mineral deposits with metal assemblages that may in*elude all or some of copper, molybde-num, gold and silver. The genesis of these deposits is related to the emplacement of intermediate to felsic, hypabyssal, generally porphyritic intrusions that are commonly formed at convergent plate margins.

Porphyry deposits of the Canadian Cordillera occur in association with two distinctive intrusive suites: calc-alkalic and alkalic. In the Canadian Cordillera, these deposits formed during two separate time periods: Late Triassic to Middle Jurassic (early Mesozoic), and Late Cretaceous to Eocene (Mesozoic-Cenozoic).

Deposits of the early Mesozoic period occur in at least three different arc terranes (Wrangellia, Stikinia and Quesnellia) with a single deposit occurring in the oceanic assemblage of the Cache Creek terrane. These terranes were located outboard from continental North America during formation of most of their contained early Mesozoic porphyry deposits. Some of the deposits of this early period may have been emplaced during terrane collisions. Metal assemblages in deposits of the calc-alkalic suite include Mo-Cu (Brenda), Cu-Mo (Highland Val-ley, Gibraltar), Cu-Mc-Au-Ag (Island Cop-per, Schaft Creek) and Cu-Au (Kemess, Kerr). The alkalic suite deposits are characterized by a Cu-Au assemblage (Copper Mountain, Afton-Ajax, Mt. Milligan, Mount Polley, Galore Creek). Although silver is recovered from calc-alkalic and alkalic porphyry copper mining operations, silver data are seldom included in the published reserve figures. Those available are in the range of 1-2 grams per tonne (g-t-1). Alkalic suite deposits are restricted to the early Mesozoic and display distinctive petrology, alteration and mineralization that suggest a similar tectonic setting for both Quesnellia and Stikinia in Early Jurassic time.

The younger deposits, late Mesozoicto Cenozoic in age, formed in an intra-continental setting, after the outboard host arc and related terranes accreted to the western margin of North America. These deposits are interpreted to occur n continental arc settings, and individual deposits are hosted by a variety of older country rocks. These younger deposits also snow a spectrum of metal associations: Cu-Mo (Huckleberry, Berg), Cu-Au (-Mo) (Bell, Granisle, Fish Lake, Casino),Mo (Endako, Boss Mountain, Kit-sault,Quartz Hill), Mo-W (Logtung), Au-W (Dub-lin Gulch) and Au (Ft. Knox). There maybe a continuum between Mo, Mo-W, Au-Mo-W and Au deposits. The distribution and timing of these post-accretion deposits likely reflect major crustal structures and subduction geometry.

Cordilleran porphyry metallic deposits show the full range of morphological and depth relationships found in porphyrydeposits worldwide. In addition, the Cordillera contains numerous alkalic suite deposits, which are rare worldwide: the unusual, possibly syntectonic Gibraltar deposit; and end-member gold-richgranite-hosted deposits, such as Ft. Knox (Alaska).

FR:

Les gisements de porphyres métallogé-niques sont de grands gisements àbasses teneurs, qui sont associés à desphénomènes intrusifs et dont l'assem-blage métallique peut contenir du cuivre,du molybdène, de l'or et de l'argent.

La genèse de ces gisements est reliéeà la mise en place de plutons hypabys-saux, généralement porphyriques et decomposition intermédiaire à felsique quisont générés à la zone de contact deplaques convergentes.

Les gisements de porphyres métal lo-géniques des cordillères canadiennessont associés à deux suites intrusivesdistinctes : une suite calco-alcaline et unesuite alcaline. Ces gisements des cordil-lères canadiennes se sont formés aucours de deux périodes séparées : unepremière, du Triassique supérieur auJurassique moyen (Mésozoïque inférieur)et, l'autre, du Crétacé supérieur à l'Éocène(Mésozoïque/CénozoTque).

Des gisements du Mésozoïque infé-rieur existent dans au moins trois ter-ranes de milieux en arc différents (Wran-gellia, Stikinia et Quesnellia), alors quele terrane de milieu océanique de CacheCreek ne renferme qu'un seul gisementde ce type. Lors de la genèse de la plu-part des gisements de porphyres métal-logéniqes du Mésozoïque inférieur, cesterranes se trouvaient en dehors de laplaque continentale de l'Amérique duNord. Il est possible que certains desgisements de cette première période sesoient constitués lors de collisions deterranes. Parmi les assemblages métal-liques des gisements de la suite calco-alcaline, on retrouve ceux de Brenda(Mo-cu), de Highland Valley et de Gibral-tar (Cu-Mo), de Island Copper et deSchaft Creek (Cu-Mo-Au-Ag) et, deKemess et de Kerr (Cu-Au). Les gise-ments de la suite alcaline, tels ceux deCopper Mountain, de Afton-Ajax, de Mt.Milligan, de Mount Polley et de GaloreCreek, sont caractérisés par un assem-blage métallique Cu-Au. Bien que del'argent soit extrait des gisements deporphyres cuprifères des suites calco-alcalines et alcalines, il est rare qu'il ensoit fait mention dans les données pub-liées sur les calculs de réserve, et lesteneurs publiées font mention de teneursde l'ordre de 1à 2 grammes par tonne.Les gisements de la suite alcaline sontexclusivement d'âge mésozoïque infé-rieur, et leur parenté pétrologique,d'altérations et de minéralisations permet de penser que les terranes de Quesnel-lia et de Stikinia ont tous deux subi leseffets d'environnements tectoniquessemblables au Jurassique inférieur.

Les gisements plus jeunes, d'âgemésozoïque supérieur à cénozoïque, sesont formés dans un milieu intracontinen-tal, après que les milieux en arc d'origineet leurs terranes associés aient étésoudés à la bordure ouest de la plaquede l'Amérique du Nord. Ces gisements sesont constitués en milieux d'arcs conti-nentaux, pense-t-on, mais on les retrouveaujourd'hui au sein de roches encais-santes variées plus anciennes. Onretrouve tout un éventail d'associationsmétalliques au sein de ces gisements plusjeunes : de Huckleberry et de Berg (Cu-Mo), de Bell, de Granisle, de Fish Lake,et de Casino (Cu-Au- Mo'), de Endako,de Boss Mountain, de Kitsaut, et deQuartz Hill (Mo), de Logtung (Mo-W), deDublin Gulch (Au-W) et, de Ft. Knox (Au).Il se pourrait qu'il existe une suite ccmpo-sitionnelle continue entre les gisementsde Mo, de Mo-W, de Au-Mo- W et d'Au.La distribution et la chronologie de cesgisements post-acrétionnairess sontprobablement le reflet de l'influence degrandes structures crustales et desparamètres géométriques de la subduc-tion.

Les gisements de porphyresmétallogéniques des cordillèresprésentent tous les caractéristiquesmorphologiques et les relations deprofondeur des autres gisements deporphyres métallogéniques de ce typedans le monde. Cependant, les cordillèresrenferment en plus de nombreux gise-ments d'une suite alcaline, fait plutôt rareailleurs dans le monde. C'est le cas dugisement peu courant, possiblementsyntectonique, de Gibraltar et du gise-ment de fin de suite granitique riche enor, tel Ft. Knox en Alaska.

EN:

This paper addresses the applications of in situ stress measurements in sedimentary rocks, with emphasis on Canadian case histories. Combined with other data, the measurements allow stress regimes in sedimentary basins to be characterized as attached or detached to underlying rocks. With information on stress orientations and relative magnitudes, hydraulic fracture propagation azimuths can be predicted, as can preferred flow directions in hydrocarbon reservoirs. If enough data are available to diagnose anomalous stress orientations in a basin, a number of significant geomechanical inferences can be made. Stress orientations, together with magnitudes, help assess the likelihood of serious borehole wall collapse during drilling, whereas stress magnitudes alone will help determine in which rock units hydraulic fractures will advance. Fluid production rates appear to be inversely related to stress magnitudes in coalbed methane deposits and it is likely that a similar situation exists with respect to conventional oil and gas reservoirs.Overpressuring mechanisms are particularly sensitive to stress magnitudes and vice versa, depending on the tectonic setting. Induced earthquakes may be triggered by changes in effective stress, a function of stress magnitude and fluid pressure.

Today's stress regimes give us a window into the recent geological past, and possibly the future, in that they are manifestations of the ongoing structural evolution of the earth's surface. Horizontal stress orientations appear to reflect both the present motions of tectonic plates and their overall geometry: in short, today's geotectonics. However, at least insedimentary rocks, stress orientationmeasurements give minimal indicationsof remnant (past) stresses inherited from former regimes. Although stress magnitudes seem to be controlled largely by today's Irthostatic loads and by contemporary tectonic compression, they also appear to involve components of remnant stresses derived from former loads (such as ice sheets), crustal rebound and a region's thermal history.

FR:

Ce rapport addresse les applications desmesures des contraintes ßç-situ dans dessédiments, accentuant les exemplesCanadiens. En combination avec d'autresdonnées, les mesures permettent decharactériser les regimes de contraintesdans les bassin sédimentaires commeattachés ou détachés. Avec l'informationdes orientations et des grandeurs rela-tives des contraintes, on peut prédire lesazimuths de propagation des fractureshydrauliques, de même les directionspréférées d'écoulement dans les reservoirs d'hydrocarbures. Si on dispose dedonnées suffisantes pour déterminer lesorientations anormales des contraintesdans un bassin, alors il y a quelquesinferences significatives à réaliser. Lesorientations des contraintes, en concertavec les grandeurs, aident à estimer lespossibilités pour le gauchissementsérieux des murs des puits de forage,puisque c'est seulement les grandeursqui déterminent les formations dans les-quelles des fractures hydrauliquesavanceront. La rapidité de productiondes fluides des dépôts de gaz d'huillesemble être inversement reliée aux gran-deurs des contraintes. Il est probablequ'une situation pareille existe dans lesréservoirs conventionels de pétrole et degaz. Les mécanismes de surpressionsont particulièrement sensitifs aux gran-deurs des contraintes et vice versa,dépendant de l'environment tectonique.Les tremblements de terres induits sontprovoqués par des changements en con-traintes effectives et par variations enpressions fluides.

Les régimes actuels de contrainte nousoffrent une vision du passé géologiquerécent, et peut-être de l'avenir, parce qu'ilssont des manifestations de l'évolutionstructurale contemporaine de la surfacede la Terre. Il est évident que les orien-tations des contraintes horizontalesreflètent les mouvements actuels deplaques tectoniques et même leurgéométrie, en bref, les géotectoniquesd'aujourd'hui. Toutefois, au moins dansles roches sédimentaires, les mesuresd'orientation des contraintes offre desindications minimales des contraintesrémanentes des régimes préexistents.D'autre part, quoique les grandeurs descontraintes paraissent être controlléeslargement par les charges lithostatiquesactuelles et les pressions tectoniquescontemporaines, ils semblent impliquerles contraintes passées et dérivées descharges préexistentes (glaces sur laterre), des retours élastiques de la croûteet de l'histoire thermale d'une région.