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

Résumé

Une partie de la région nord-est de la Sous-province de La Grande (33H13, 33G07 et 33G09) a été cartographiée à l’échelle du 1/50 000 par les géologues du Bureau de l’exploration géologique du Québec. Dans cette région de la Baie-James, les formations de Magin, de Brune, et de Keyano (Aky5) sont composées de grès et de conglomérats à dominance de clastes felsiques (principalement des tonalites) et d’une proportion mineure de clastes ferrugineux (formation de fer et chert) et de clastes mafiques. Toutes les roches sont métamorphisées au faciès des amphibolites. Ces trois formations présentent des similitudes lithologiques qui peuvent conduire à les corréler entre elles de façon erronée. Le seul outil de corrélation utilisé présentement de façon régulière pour les roches de la Sous-province de La Grande est la géochronologie sur zircon. Le but de cette étude est de tester diverses autres méthodes pour établir les relations stratigraphiques entre les formations sédimentaires ayant un degré de similitudes, mais localisées dans des bassins distants géographiquement.

L’étude sédimentologique conventionnelle supporte un environnement fluviatile de type Timiskaming commun aux trois formations et ne permet pas de les distinguer. L’étude pétrographique de ces formations révèle une recristallisation métamorphique des constituants de base qui limite grandement son utilité pour les caractériser et distinguer des sources différentes.

Par contre, les clastes des conglomérats de ces formations peuvent être classés pétrographiquement; ils sont alors un outil intéressant, car représentatifs des sources. Donc, sur la base de la pétrographie des cailloux, la Formation de Brune se différencie des deux autres formations de la zone d’étude par l’absence dans les conglomérats de clastes de formation de fer.

La lithogéochimie et la chimie minérale de certains minéraux lourds contenus dans de tels sédiments permet de corréler ou de distinguer les différentes formations sédimentaires puisque certains minéraux sont typiques de leurs sources. L’étude chimique des grès confirme le caractère distinctif de la Formation de Brune. L’analyse géochimique de base rend compte des différences entre les bassins, mais une analyse statistique (boîte à moustache, analyse en composantes principales, test de Tukey) couplée à des diagrammes binaires, permet de caractériser significativement chaque bassin par la géochimie. Toutefois, chaque bassin possède une signature géochimique caractéristique en éléments des terres rares. Cette méthode semble elle aussi très discriminante. En comparant la chimie des grès avec celle des clastes des conglomérats, il serait possible d’identifier la ou les sources principales. La géochimie des éléments immobiles (Th, La, Sc et Zr) permet d’identifier pour les trois formations un contexte tectonique commun d’îles en arcs continentales. Des diagrammes d’altération pour les roches archéennes révèlent une intensité faible de la météorisation.

Les spectres multi-éléments en traces contenues dans les magnétites révèlent différentes sources temporelles. Des plutons felsiques, comme ceux présentement aux alentours des bassins, sont les sources principales des différentes formations, notamment le complexe de Langelier. La magnétite est un outil litho-corrélateur et indicateur de provenance des plus utiles dans le contexte métamorphique de la région.

La géochimie des grès et de certains minéraux lourds sont donc les meilleurs outils pour établir des corrélations dans le contexte de la ceinture de roches vertes de La Grande. L’ensemble des méthodes utilisées dans cette étude converge toutes vers les mêmes conclusions : les formations de Magin et de Keyano possèdent au moins une source commune, alors que la Formation de Brune est la plus différente des deux autres.