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

Résumé

Cette thèse présente les résultats d'études gravimétriques menées dans le Bouclier canadien. Les mesures du champ de gravité récoltées le long et à proximité de divers transects Lithoprobe y sont interprétées. Chacun des chapitres de cette thèse est un article publié ou soumis.

Le premier article présente l'interprétation gravimétrique le long de la ligne sismique 52 de Lithoprobe, dans la province de Grenville. À l'échelle régionale, la modélisation de l'anomalie de Bouguer invoque un amincissement crustal au sud du front de Grenville sous le terrane allochtone du réservoir Cabonga. Cet amincissement, localisé au niveau de la croûte inférieure, peut être associé à une extension post-orogénique. Ceci est compatible avec l'interprétation des données sismiques. Le modèle gravimétrique a aussi permis de mettre en évidence des caractéristiques majeures non révélées par les données sismiques, telle que la zone de contact subverticale entre les terranes du réservoir de Cabonga et du réservoir Dozois. La géométrie de la rampe de Baskatong mise en évidence par le modèle gravimétrique est aussi en accord avec l'interprétation sismique. Cette rampe représenterait une discontinuité majeure le long de laquelle, les terranes protérozoiques furent accrétés. Par ailleurs, un modèle de l'anomalie résiduelle, dans la partie nord du profil, met en évidence trois corps gabbroïques peu profonds, complétant ainsi l'interprétation sismique qui ne fournit pas d'image de la base de ces intrusions.

Le second article présente des modèles crustaux du nord de la province du Supérieur à la lumière de nouvelles données de gravité récoltées le long d'un transect traversant les sous-provinces de Nemiscau et La Grande. Ce transect prolonge, vers le nord, le profil de gravité obtenu le long de la ligne sismique 48 de Lithoprobe, traversant le nord de l'Abitibi et l'Opatica. L'interprétation de l'anomalie de Bouguer pour le nord de l'Abitibi et l'Opatica, invoque un épaississement crustal compatible avec l'interprétation sismique et complète les données de sismique réflexion, qui ne fournissent pas une image satisfaisante des séquences supracrustales. Pour les sous-provinces de Nemiscau et La Grande, l'interprétation gravimétrique invoque une densité de la croûte supérieure plus élevée qu'en Abitibi et en Opatica. Un léger épaississement crustal est observé dans la sous-province de La Grande. Des séquences supracrustales mafiques sont aussi mises en évidence à l'extrémité nord du profil dans la sous-province de La Grande. La signature gravimétrique associée à la variation latérale de densité et les évidences de terrain indiquent un pendage vers le nord des principales frontières tectoniques.

Le troisième chapitre fait l'objet d'une étude du champ de pesanteur au dessus de la région de la baie d'Ungava à partir de données satellite et de nouvelles données récoltées le long de la côte sud de la baie. Un levé gravimétrique partant de la baie aux Feuilles, dans la province du Supérieur, traversant l'Orogène du Nouveau Québec (ONQ), et finissant près de la rivière George dans le craton de Rae, a été réalisé. L'interprétation des données acquises a permis de fournir des modèles de densité. Ces modèles mettent en évidence un épaississement crustal sous l'ONQ et un amincissement sous le terrane de Kuujjuaq, à l'est de l'orogène. Alors que plus à l'est, dans le craton de Rae, une anomalie négative de quelques dix milligals est corrélée avec les extensions vers le nord de la zone de cisaillement de la rivière George (ZCRG) et du batholite de De Pas. Ces structures ont été modélisées comme deux corps peu profonds (entre 1.5 et 4 km). L'orientation des structures sur les modèles de gravité est compatible avec les réflexions plongeant vers l'est, observées le long de la ligne sismique nord de Lithoprobe; suggérant un chevauchement du craton de Rae au dessus de l'ONQ. Par ailleurs, des données satellitaires d'altimétrie ont été utilisées pour pallier à l'absence de mesures de gravité dans la baie d'Ungava. Les données satellite ont été combinées avec les mesures terrestres pour établir des cartes composites du champ de gravité au dessus de la région de la baie d'Ungava. Les nouvelles données au sol ont permis de s'assurer que les données satellite sont correctement corrélées avec les signatures des structures géologiques continentales.

Des profils extraits à travers la baie, le long de la côte et sur le continent ont permis de vérifier la continuité en mer de structures majeures telle que la ZCRG. Les données de gravité associées aux données de sismique marine et à d'autres données géologiques, donnent un aperçu de l'architecture de la partie nord-est du craton de Rae et des processus tectoniques mis en oeuvre lors du développement du NE de Laurentia.