Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

La Formation de La Motte-Vassan (FLV), datée à 2714 ± 2 Ma, représente la base du Groupe de Malartic, un assemblage volcano-sédimentaire de la Zone Volcanique Sud de la ceinture de l'Abitibi. La FLV, d'une épaisseur d'environ 6 km, est composée principalement de laves komatiitiques (95%). L'emphase de cette étude est mise sur la volcanologie physique et la géochimie des coulées komatiitiques de Spinifex Ridge, plus spécifiquement une zone affleurante de 60x40 m. L'ensemble des coulées a été affecté d'un métamorphisme régional au faciès des schistes verts et la minéralogie primaire est difficilement reconnaissable.

Les morphologies des coulées observées découlent directement de la faible viscosité des laves komatiitiques. La lave a été mise en place selon deux morphofaciès principaux: les coulées en feuillet et en forme de tube, et probablement un troisième, en coulées massives. Les deux morphofaciès principaux ont des épaisseurs semblables (0,96 m); toutefois, l'extension latérale est beaucoup plus grande pour les coulées en feuillet (> 28 m) par rapport à celle des coulées en forme de tube (4,9 m). Les terminaisons latérales des coulées sont biseautées, ce qui suggère une faible viscosité. Les coulées possèdent les deux zones texturales typiques aux komatiites enveloppées d'une croûte cohérente. Les plus petits tubes démontrent un réseau polygonal de fractures de refroidissement et les plus gros présentent la division A2 (spinifex en lamelles à distribution aléatoire). Certaines coulées en forme de tube ont un centre avec des cavités remplies de quartz, ce qui suggère un écoulement dynamique de la lave. La morphologie et la nature des contacts concordants des morphofaciès principaux suggèrent un écoulement laminaire. La seule coulée massive observée est beaucoup plus épaisse (5 m), n'a pas de croûte et tronque la coulée sous-jacente. Localement, on retrouve des dépôts de tuf turbiditique ultramafique, de 10 à 50 cm d'épaisseur, finement laminés, granoclassés et concordant à la stratigraphie. La chimie des roches est définie par une teneur moyenne en MgO de 26%, par un rapport Al2O3/TiO2: de 21 et par un spectre de terres rares, 0,5 à 7 x chondrites, légèrement appauvri en ÉTRL. Toutes ces caractéristiques sont typiques des komatiites non appauvries en aluminium.

Il est envisagé que les coulées sous-marines en feuillet et en forme de tube de Spinifex Ridge sont respectivement analogues aux coulées subaériennes pahoehoe en feuillet et aux lobes coalescents. Ainsi, lorsque la lave komatiitique est émise à la surface sur des planchers océaniques, elle s'étend latéralement dû à sa faible viscosité. Une mince couche se forme à la surface de la lave, qui devient graduellement une croûte solide issue de l'interaction eau-magma. Le développement d'une croûte cohérente est contrôlé par le type d'écoulement (laminaire ou turbulent). Cette croûte sert d'isolant et permet à la lave de se répandre sur de grandes distances à l'intérieur de tubes par l'inflation (l'injection de lave sous une croûte solidifiée). Par contre, l'absence de croûte peut faciliter le transfert de chaleur d'un médium à l'autre et ainsi favoriser l'érosion thermique.

La variation architecturale verticale, de coulées en feuillet à coulées en forme de tube, indique un changement du comportement de l'écoulement, de lave libre à captive, résultant d'une baisse d'approvisionnement en lave et/ou d'un changement de relief topographique. L'empilement cyclique des morphofaciès et la présence des dépôts de tuf entre les coulées permettent d'avancer l'hypothèse que la mise en place de ces laves était épisodique avec de courtes périodes d'interruption.