Au cours de la dernière glaciation, les glaces recouvrant le Canada ont broyé puis érodé le socle rocheux. Les gisements métallifères ont alors été soumis à l'érosion puis dispersés au rythme du déplacement des glaces.

Des études de la Commission géologique du Canada (CGC) ont montré que les débris résultant de l'érosion des corps minéralisés ont été dispersés dans un rayon de quelques kilomètres autour du socle rocheux originel. Ils se retrouvent dans le dépôt glaciaire que forme le till.

Ces formations sédimentaires recouvrent le socle rocheux emprisonnant ainsi les gisements métallifères. La prospection glacio-sédimentaire vise la recherche des dépôts glaciaires (ou drift). Elle identifie dans les formations sédimentaires les minéraux dont l'exploitation représenterait une valeur économique et retrouve éventuellement l'affleurement ou le socle rocheux recouvert de glacio-sédiments qui en serait la source.

Les recherches dans le domaine de la prospection glacio-sédimentaire, au Canada, entreprises dans les années 1950, ont pris de l'ampleur depuis le début des années 1970. Elles ont porté de plus en plus sur les propriétés du till et sur la formation des trainées de dispersion. Au personnel de la Division de la science des terrains de la CGC incombe la charge de mettre au point des méthodes de prospection glacio-sédimentaire au Canada. Certaines méthodes avaient déjà été mises en oeuvre en Finlande et dans d'autres pays soumis aux glaciations. Ces méthodes, reprises et perfectionnées par les scientifiques canadiens, ont aujourd'hui acquis une notorité mondiale dans ce domaine de recherche.

Les géologues recherchent des indices révélant la présence du minerai (fragments de minerai, anomalies géochimiques) dans le till. Les débris de minerai, généralement répandus dans le paysage comme une trainée de dispersion, prennent la forme d'une lentille allongée renfermant du till à forte teneur en minerai et orientée dans le sens de l'écoulement glaciaire. Près de la source, la concentration est forte; cependant plus on s'éloigne de la «tête» vers la «queue» de la trainée, plus la teneur en minerai diminue pour finalement dépasser à peine la normale.

Les caractéristiques des traînées de dispersion

Les petites traînées, étudiées au cours de la prospection minière, présentent au moins cinq caractéristiques communes. Elles sont, premièrement, minces quant à la longueur et à la largeur: de 500 à 10 000 m de longueur, de 100 et 1 000 m de largeur et seulement de 1 à 5 m d'épaisseur. Deuxièmement, la superficie de ces traînées dépasse des centaines et même des miliers de fois celle de la zone de socle rocheux dont elles proviennent. Troisièmement, elles présentent des contacts latéraux et verticaux très nets avec le till encaissant. Quatrièmement, elles donnent l'impression de grimper tout doucement à l'intérieur du till encaissant, vers l'aval par rapport à la source. La tête de la traînée s'enfonce donc alors que la queue reste à la surface. Cinquièmement, dans un grand nombre de traînées, la concentration des composantes distinctes de minerai diminue au fur et à mesure que l'on va vers l'aval de la glace.

Une traînée de dispersion comprenant des dépôts erratiques, des minéraux, des éléments traces ou des éléments principaux ou encore des composantes radioactives distinctes, forme un site de prospection minière beaucoup plus grand que le gisement métallifère. De manière générale, on détecte d'abord la large queue de la traînée puis la tête.

Découverte

Les traînées de dispersion sont généralement identifiées en prospectant le till ou en procédant à des études géochimiques et minéralogiques de ce till. Les prospecteurs recherchent les dépôts erratiques minéralisés qui pointent hors du till. Des échantillons de till, prélevés à la surface ou obtenus par forage selon une grille ordonnée couvrant le socle rocheux à l'étude, sont analysés du point de vue chimique ou minéralogique afin d'en mesurer la teneur en métaux. En fonction des résultats de l'analyse, des tracés et des aires sont délimités sur une carte des sites d'échantillonnage; une zone penniforme d'enrichissement métallique sur la carte correspond alors à une traînée de dispersion.

Ces traînées de dispersion glaciaires peuvent avoir des centaines de kilomètres de longueur. Lorsqu'elles atteignent une telle dimension, elles ne peuvent être identifiées que si la zone étudiée est vaste et la composante lithologique caractérisant la traînée présente en quantité suffisante pour qu'elle soit distinguée des autres types de roches qui constituent l'arrière-plan de la zone de dispersion. Les grandes traînées posent un problème aux prospecteurs de glacio-sédiments parce que la lithologie exotique du till peut masquer les indices provenant des débris minéralisés érodés à partir des sources locales que sont les petites traînées de dispersion. Les grandes traînées sont plus facilement identifiables par échantillonnage du till selon une échelle de reconnaissance qui prélève un èchantillon par 100 km2.

Les traînées de dispersion plus petites provenant d'unités rocheuses isolées et de zones rocheuses distinctes sont détectées facilement lors des programmes de prospection minière. Les échantillonnages à l'échelle locale, à raison d'un échantillon par kilomètre carré, suffisent pour déterminer quelles parties d'une unité du socle sont les plus métallifères, et même pour détecter les queues de traînée de dispersion issues de petites sources minéralisées.

L'échantillonnage détaillé, correspondant environ à un échantillon par hectare, a été mis au point pour localiser la tête des traînées de dispersion. Cette densité d'échantillonnage permettrait de remonter jusqu'aux origines glaciaires de la traînée et de tester les anomalies géophysiques ou les contacts géologiques valables.

Un grand nombre de dépôts minéralisés canadiens ont été découverts en utilisant la prospection glacio-sédimentaire, incluant des dépôts d'or, de cuivre, de zinc, d'uranium et d'éléments des terres rares. La découverte des diamants du lac de Gras dans les Territoires du Nord-Ouest est un résultat direct de la prospection glacio-sédimentaire.