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

Résumé

Le magmatisme felsique archéen est un de ceux les moins bien documentés et également des moins compris. Il est généralement considéré comme différent du magmatisme phanérozoique et de là expliqué différemment. En général des mécanismes différents de ceux utilisés pour le Phanérozoique sont invoqués. Les monzodiorites archéennes sont généralement expliquées par une fusion partielle d'un manteau fortement métasomatisé. Il est ici proposé que l'étude du pluton Houghton, une suite monzodioritique plutonique archéenne, aidera à la compréhension du magmatisme archéen.

Avant d'entreprendre une étude géochimique (et plus particulièrement une étude comparative), il est important de s'assurer que les résultats géochimiques sont en accord avec ceux publiés par d'autres laboratoires réputés. Par l'analyse d'échantillons géochimiques de référence, il est démontré que l'analyse par activation neutronique de l'Université du Québec à Chicoutimi (UQAC) donne des résultats similaires à d'autres laboratoires réputés. De plus, il est possible de raccourcir la période de temps entre l'irradiation et l'obtention des résultats. A l'aide d'un seul spectre, recueilli de 7 à 10 jours après l'irradiation, les résultats obtenus sont satisfaisants. L'analyse par activation neutronique de l'UQAC étant fiable, le pluton Houghton peut être mieux considéré.

Le pluton Houghton est une suite monzodioritique plutonique composée de hornblendite, de tonalité foliée, de monzodiorite et de leucodiorite à leucotonalite. Ces roches sont calco-alcalines et sont similaires aux magmas modernes tels que ceux des batholites de la Sierra Nevada (Californie) ou des Andes générés près des zones de subduction. Les foliations du pluton Houghton (magmatiques au nord et plastiques au sud) de direction est-ouest ayant un pendage croissant du sud vers le nord, les linéations d'étirement de direction nord-sud ayant une plongée croissante du sud vers le nord et les indicateurs cinématiques senestres suggèrent que la partie sud du pluton (la tonalité foliée.) ait été chevauchée vers le nord. Les contrastes métamorphiques des épontes nord et sud, l'aluminium dans la hornblende et l'épidote magmatique des différentes unités du pluton Houghton sont en accord avec une remontée de la base du pluton. Il est proposé que le pluton se soit différencié de la façon suivante: un magma similaire à la tonalité foliée a rempli la chambre magmatique et l'hornblende ainsi que le clinopyroxène ont commencé à cristalliser avec quelques minéraux traces. Le remplissage périodique (d'un magma similaire à la tonalité foliée) est invoqué pour expliquer les hautes teneurs en éléments incompatibles de la monzodiorite. Après environ 40% de cristallisation, des teneurs en oxydes majeurs et éléments traces comparables à une monzodiorite ayant 60% Si02 sont atteintes. Les observations de terrain suggèrent que la recharge s'est modifiée. Il est proposé que la recharge se soit transformée en un magma similaire à la leucotonalite. Après environ 3 0% de cristallisation de hornblende et de plagioclase (et de minéraux traces), il est possible de simuler les teneurs en oxydes majeurs et en éléments traces comparables à la monzodiorite la plus fractionnée. La grande variété de la leucodiorite à leucotonalite s'explique en les considérant comme des cumulats de plagioclase, de quartz et de biotite. Le pluton Houghton peut ainsi être expliqué par des mécanismes similaires à ceux agissant aujourd'hui.

Bien que le remplissage périodique du pluton Houghton soit invoqué sur des bases géochimiques, les brèches dans le sud du pluton offrent l'avantage de pouvoir documenter ce remplissage. Ce sont des brèches composées d'enclaves comagmatiques et xénolithiques. Des filons se terminant dans les enclaves, des couronnes de magma différent de celui interstitiel aux enclaves ornent certaines enclaves; des enclaves poinçonnées entre elles et séparées justifient le remplissage périodique. L'expulsion de magma allant de 0% à 20% est observé et s'explique de la façon suivante: 1- compactage des enclaves jusqu'à ce qu'elles se touchent, 2- imbrication des enclaves, 3- déformation de certaines enclaves et 4- lorsque la composition le permet et que la contrainte non-hydrostatique principale est suffisante, le transfert de masse induit par pression augmente la densité d'enclaves.

En conclusion, à partir des hypothèses testées, les conclusions suivantes devraient être retenues: 1- l'analyse par activation neutronique à l'Université du Québec à Chicoutimi avec une seule collecte de spectre donne des résultats similaires aux laboratoires de géochimie réputés, 2- les différentes unités de la suite monzodioritique plutonique peuvent être reliées par fractionnement dans une chambre magmatique remplie périodiquement, 3- le magma à l'origine de la suite monzodioritique du pluton Houghton est similaire à ceux près des zones de subduction phanérozoique telle que celles de la côte ouest des Amériques (la Sierra Nevada californienne et les Andes), 4- les brèches au sud du pluton Houghton permettent de documenter le remplissage périodique de la chambre magmatique et de démontrer que pratiquement tout le magma peut être expulsé d'un mélange enclave/magma.