Extraction, migration et mise en place de granite-pegmatite orogénique: construire les vecteurs d'exploration de métaux critiques

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Le Canada vise à devenir un fournisseur mondial de métaux critiques (MC ; p.ex. Li, Cs, Nb, Ta, éléments de terres rares), essentiels à la transition vers une économie propre et numérisée. Les roches granitiques représentent une des cibles des gisements de MC. Elles peuvent être générées par la fusion partielle de la croûte profonde et sont mises en place dans la partie supérieure de la croûte, mais nous n'avons pas assez de connaissances sur les processus impliqués dans la migration des liquides granitiques pour prédire où les chercher dans les anciennes chaînes de montagnes. Deux principaux modes de migration ont été proposés. Le premier implique l'écoulement du liquide granitique au sein d'un réseau interconnecté allant des joints de grains, aux structures formées pendant la déformation pénétrative des roches hôtes, aux réseaux de fractures remplies de liquide. Ce mode devrait être caractérisé par la connectivité et le synchronisme entre toutes ces structures, ainsi que par une diminution de la température de la roche hôte entraînant une transition de l'écoulement pénétratif à la fracturation fragile. Le second mode considère que la migration du liquide est un exemple de criticalité auto-organisée. Le liquide migrerait dans des fractures mobiles de différentes tailles qui se gonfleraient, se dégonfleraient et fusionneraient par intermittence. Ce mode ne devrait pas présenter de connectivité, ni de synchronisme systématique entre les structures granitiques. Il devrait également présenter une invariance d'échelle indiquée par une relation de type loi de puissance pour la distribution des tailles (c'est-à-dire de nombreuses petites structures, mais peu de structures plus grandes). Ces modèles seront testés dans deux sites canadiens présentant des caractéristiques géologiques différentes. La connectivité et la distribution de taille des structures granitiques seront déterminées sur le terrain à l'aide d'outil technologiques modernes (ex. : tablettes, drones), tandis que l'âge des spécimens granitiques et la température de leur hôte pendant leur mise en place seront déterminés par des travaux analytiques de pointe. Ce programme de recherche multidisciplinaire vise également à briser le travail en silo en profitant des outils numériques pour favoriser une collaboration active entre les étudiants de tous les niveaux universitaires. Les résultats de cette recherche serviront de base pour cibler des zones spécifiques d'anciennes chaînes de montagnes favorables à l'exploration de gisements de CM. Déterminer quel mode de migration de liquide prévaut est également crucial en tectonique, car chacun conduit à des interprétations contrastées de structures géologiques similaires. Enfin, les étudiants formés acquerront des compétences recherchées dans plusieurs milieux telles que le travail collaboratif efficace, la multidisciplinarité et la géologie de terrain (qui devient un atout rare).