Géologie de la région du lac Casterne, sous-provinces de La Grande et d’Opinaca, Eeyou Istchee Baie-James, Québec, Canada

Projet visant les feuillets SNRC 33B14, 33G03, 33G06
Myriam Côté-Roberge et Jean Goutier
Publié le 21 juin 2019
L’Essentiel

Une nouvelle carte géologique de la région du lac Casterne (feuillets SNRC 33B14, 33G03 et 33G06) a été produite à l’échelle 1/50 000 à la suite d’un levé réalisé au cours de l’été 2018. La cartographie de la région à l’étude, localisé dans les sous-provinces de La Grande et d’Opinaca, a permis d’observer la zone de contact entre ces deux sous-provinces. Dans la Sous-province de La Grande, cette zone de contact est constituée d’imbrications de roches métavolcaniques, métasédimentaires et intrusives. Nous avons reconnu des corridors de déformation E-W et ESE potentiellement aurifères dans la Sous-province de La Grande; l’un d’eux est en partie associé à un conglomérat polygénique de la Formation d’Ekomiak. Une nouvelle minéralisation de cuivre a été identifiée dans les paragneiss du Complexe de Laguiche (feuillet 33G06) altérés en hornblende, diopside, chlorite, calcite et épidote. D’autres zones d’altération similaires ont aussi été observées à plusieurs endroits dans la région d’étude. Enfin, une zone favorable pour les minéralisations de métaux usuels et précieux (Zn-Cu; Ag-Au) est associée aux volcanites felsiques du Groupe de Guyer.

MÉTHODE DE TRAVAIL

La région a été cartographiée en utilisant la méthode établie pour les levés effectués dans les milieux isolés avec quelques accès routiers.

Les travaux de cartographie géologique ont été réalisés par une équipe de cinq géologues et de six aides-géologues du 8 juin au 11 août 2018. Des affleurements situés en bordure et en périphérie de la route Transtaïga ainsi que le long d’un chemin près d’une ligne de transport électrique ont été revisités par camion. Des travaux de vérifications ponctuelles ont aussi été réalisés dans les feuillets adjacents.

La cartographie du secteur à l’étude a permis de produire et de mettre à jour les éléments d’information présentés dans le tableau ci-contre.

Données et analyses
ÉlémentNombre
Affleurement décrit (géofiche)1561 affleurements
Analyse lithogéochimique totale283 échantillons
Analyse lithogéochimique des métaux d’intérêt économique35 échantillons
Analyse géochronologique3 échantillons
Lame mince standard315
Lame mince polie19
Coloration au cobaltinitrite de sodium216
Fiche de lexique stratigraphique3 (14)
Fiche de substances minérales1 (54)
 

TRAVAUX ANTÉRIEURS

Le tableau ci-dessous présente une sélection des travaux réalisés dans le secteur à l’étude depuis 1957 et qui ont eu un impact sur la compréhension géologique de la région et la découverte de zones minéralisées. Le lecteur intéressé pourra obtenir une liste exhaustive des travaux d’exploration de la région en consultant la base documentaire Examine du Sigéom.

Travaux antérieurs dans la région d’étude
Auteur(s)Type de travauxContribution
Eade et al., 1958; Eade, 1966; Tremblay et Marleau, 1973Cartographie régionale, compilation géologiquePremière carte géologique de reconnaissance de la région (1/508 880); premier rapport géologique et carte géologique (1/1 000 000); première compilation géologique régionale et interprétation des données aéromagnétiques.
Ekstrom, 1960; Watson, 1972; McFarlane, 1973; Desjardins et al., 1975; Giroux et Oakes, 1975; Giroux, 1975, 1976; Oakes, 1975a, 1975bProspection au sol, prospection héliportéeTravaux dans la partie nord du feuillet 33G06 ainsi qu’à l’ouest et à l’est; premières découvertes de minéralisations en Au, Ag et Cu dans le feuillet 33G; cartographie détaillée autour des anomalies EM, quelques forages; prospection pour l’uranium.

Larose, 1975; Dupuis, 1975; Meillon, 1975; St. Seymour, 1975a, 1975b; Lavoie et al., 1976; Goyer et al., 1978; Betit, 1980; Poitras, 1980

Compilation géologique, cartographie, prospectionCarte géologique régionale plus détaillée, pétrographie, premier schéma stratigraphique et coupe structurale; synthèse des travaux de prospection; reconnaissance et cartographie des laves komatiitiques; descriptions lithologiques détaillées du Laguiche; géochimie des lacs; traverses géologiques sur une grande superficie, incluant les feuillets 33B et 33C; carte de linéaments dans le feuillet 33G03; prospection pour l’uranium dans les feuillets 33G03 et 33B14; identification du corridor ENE uranifère dans la partie nord de 33B14 (zones minéralisées Upin4 à Upin14); carte détaillée de la partie nord du feuillet 33B14.

Sharma, 1976;
Dubé et al., 1976

Cartographie régionale, compilation géologique et gîtologique

 

Première cartographie géologique par le Ministère du tiers-nord du feuillet 33G06 à l’échelle 1/100 000.

 

Beaumier et al., 1994; Chartrand et Gauthier, 1995; Gauthier, 1996; Gauthier et al., 1997; Simard et Gosselin, 1999; Sawyer, 1998; Goutier et al., 2002

Aide gouvernementale, compilation et cartographie régionaleProgramme de cartographie Moyen-Nord en support aux travaux d’exploration et comprenant un important programme de recherche scientifique; nouvelle compilation, nouveau schéma stratigraphique, nouvelle cartographie par le Ministère (1/50 000 et 1/250 000) et étude du métamorphisme dans le Laguiche.

Osborne, 1995; Johnson, 1996; De Chavigny, 1998a, 1998b; Simard, 1999; L’Heureux et Chénard, 1999; Lavallée et Bourgoin, 2005; Lavallée et Lafleur, 2006; Cloutier et al., 2008; Langton et al., 2017

Prospection, levé électromagnétique héliporté, foragesIdentification de zones anomales en or et, par la suite, découvertes de zones aurifères et polymétalliques (Zn, Cu, As et Ag) dans la bande de volcanites felsiques du Groupe de Guyer (p. ex. Arséno) ou à proximité (Plug).
Chénard, 1999; Gagnon et Costa, 2000; L’Heureux et Blanchet, 2001Prospection, décapages, cartographie géologique détaillée, forages, géochimie (sol, till, roches)Découverte des zones aurifères Orfée, Orfée Est, PLE-98-05 et Lemoyne Extension; campagnes de forages (1998 à 2014) pour définir le gisement aurifère Orfée (voir le tableau 1 de Bouchard et Girard (2016) pour une liste détaillée des travaux du secteur et des meilleures teneurs).
Cayer, 2007b; Cayer et Oswald, 2009Prospection, décapagesDécouverte des zones aurifères (p. ex. Guylaine, Tommy, Ilto) dans une intrusion de diorite au sud du Pluton de Poste Le Moyne, à l’interface entre les sous-provinces de La Grande et d’Opinaca.
Oswald, 2013; Averill, 2015Prospection, décapages, forages de circulation inversée et lithogéochimieDécouverte de zones aurifères dans la partie centre-nord de 33G06 (p. ex. Galexis); lithogéochimie de la partie ouest d’un pluton de la Suite de Bezier.
Lalancette et Girard, 2008a, 2008b; Lalancette et al., 2008a, 2008b; Tremblay et al., 2009Prospection de surface pour l’uraniumDécouverte des zones minéralisées en uranium et en thorium dans les feuillets 33G03 et 33B14 ainsi que dans les feuillets adjacents.
St-Hilaire, 2008a, 2008b; Goldak Airborne Surveys, 2008; St-Hilaire, 2011Levé géophysiqueLevés aéromagnétiques et spectrométriques à haute et très haute résolution utilisés pour tracer les contacts géologiques de la présente carte.
Lamothe, 2008, 2009; Faure, 2010; Allard et al., 2015Évaluation de potentiel minéralIdentification de secteurs favorables pour les minéralisations aurifères et de Cu-Au ± Mo dans le nord du feuillet 33G06.
Stamatelopoulou-Seymour et Francis, 1980; Liu, 1985; Stamatelopoulou-Seymour, 1982; St Seymour et al., 1983; St. Seymour et Francis, 1988; St. Seymour et al., 1989Études universitairesÉtudes stratigraphiques et géochimiques de la séquence volcanique du Groupe de Guyer; premières datations isotopiques U-Pb de la Sous-province de La Grande.
Bandyayera et al., 2014; Bogatu et Huot, 2016, 2018; Rhéaume Ouellet et Guilmette, 2016; Bogatu, 2017; Cleven, 2017; Sappin et al., 2018Études universitaires en collaboration avec le Ministère

Études lithogéochimiques, structurales, métamorphiques et métallogéniques.

LITHOSTRATIGRAPHIE

La région cartographiée se situe dans la Province du Supérieur, plus précisément dans la partie centre-nord de la Sous-province d’Opinaca, au contact avec la Sous-province de La Grande. Les unités lithodémiques et lithologiques de la région du lac Casterne peuvent ainsi être divisées en trois ensembles :

  • les unités de la Sous-province de la Grande;
  • les unités de la Sous-province d’Opinaca;
  • les unités plus tardives communes aux deux sous-provinces.

Les unités de ces ensembles sont présentées selon l’ordre chronologique de leur mise en place. Cet ordre a été déterminé à partir des relations de recoupement observées sur le terrain et les données géochronologiques disponibles, telles qu’illustrées sur la coupe structurale et la ligne du temps.

Unités de la Sous-province de La Grande

Mésoarchéen (3400 à 2800 Ma)

Les unités de tonalite et de diorite quartzifère du Pluton de Poste Le Moyne (mApln; 2881 ±2 Ma, Goutier et al., 2002) constituent les plus vieilles roches de la région. Celles-ci affleurent dans la portion NE de la carte. Les bordures du pluton, de même que les volcanites adjacentes du Groupe de Guyer, sont fortement déformées et communément mylonitisées, suggérant un contact tectonique.

Le Groupe de Guyer (mAgy; 2820 à 2806 Ma, Goutier et al., 2002; David et al., 2011b et 2012) occupe la partie nord de la région cartographiée. L’abondance de travaux d’exploration minière depuis 2000 dans ce secteur, jumelée aux cartes magnétiques de très haute résolution (lignes aux 70 m) et aux nouvelles observations de terrain, a permis de préciser le tracé des contacts entre les unités de ce groupe. L’amphibolite dérivée d’un basalte (mAgy1) constitue l’unité la plus répandue. Les unités de tuf felsique, localement de rhyolite, de tuf intermédiaire et de schiste à séricite (mAgy2), de formation de fer, de wacke et de mudrock graphiteux (mAgy3), de basalte magnésien et de komatiite (mAgy4) ainsi qu’une bande de wacke ultramafique (mAgy5) y ont été reconnues également.

 

Néoarchéen (2800 à 2500 Ma)

Trois lentilles de conglomérat polygénique ont été tracées à partir d’affleurements cartographiés et compilés dans les rapports statutaires des compagnies d’exploration dans la partie nord du feuillet 33G06. La composition des fragments à dominance tonalitique ainsi que leur granulométrie (galet et bloc) permettent d’assigner ce conglomérat polygénique à la Formation d’Ekomiak (nAek; <2735 Ma, Davis et al., 2014). La roche est très déformée et encaissée dans les basaltes du Groupe de Guyer, suggérant un contact tectonique. Lors de sa sédimentation, ce conglomérat était possiblement en discordance d’érosion sur les roches du Groupe de Guyer. Une datation des zircons détritiques et une étude plus approfondie (composition des clastes et des magnétites) seraient nécessaires pour confirmer son affiliation à la Formation d’Ekomiak.

La Formation de Marbot (nAmab1; <2702 ±2 Ma, David et al., 2011) s’étend jusque dans le coin NE du feuillet 33G06. Une zone de cisaillement marque le contact entre la Formation de Marbot et le Groupe de Guyer qui l’encaisse. La nature initiale du contact pourrait être une discordance, comme l’avait suggérée Bandyayera et al. (2011).

Unités de la Sous-province d’Opinaca

Néoarchéen (2800 à 2500 Ma)

Le Complexe de Laguiche (nAlgi; >2712 à 2640 Ma, Morfin et al., 2013; David, 2019) couvre ~80 % de la région du lac Casterne. Le contact de ce dernier avec le Groupe de Guyer (Sous-province de La Grande; feuillet 33G06) est entièrement oblitéré par une zone de cisaillement, laquelle est localement reprise par un grand pli NE-SW. Les unités de paragneiss (nAlgi2a), de métatexite (nAlgi3a) et de diatexite (nAlgi4a) sont observées dans la région du lac Casterne. Les niveaux de paragneiss sont concentrés dans le feuillet 33G06, tandis que les feuillets plus au sud présentent une plus grande abondance de migmatite caractérisée par une augmentation graduelle de la proportion des niveaux de métatexite et de diatexite du nord au sud. Dans le secteur à l’étude, le Complexe de Laguiche comprend des proportions variables d’injections centimétriques à métriques de composition tonalite à granitique. L’orthopyroxène est commun, alors qu’il est absent des feuillets plus à l’ouest (Goutier, 2018). Quelques bandes kilométriques d’amphibolite (nAlgi5) sont également présentes dans le feuillet 33B14.

La Suite de Féron (nAfer1) regroupe, dans le secteur du lac Casterne, la partie ouest du Pluton de la Frégate (nAplf; 2710,4 ±2,4 Ma, Augland et al., 2016), le Pluton de Casterne, une nouvelle unité au centre de la région (nAcst; 2701,5 ±2,4 Ma, David, communication personnelle, 2019), un pluton situé dans le nord du feuillet 33G06 ainsi que plusieurs injections parallèles au contact entre les deux sous-provinces. Le pluton situé dans la partie nord de la Sous-province de l’Opinaca (feuillet 33G06) était auparavant attribué à la Suite de Bezier; toutefois, il a été réassigné à la Suite de Féron puisqu’il ne coupe pas la Sous-province de La Grande. Toutes ces intrusions sont principalement composées de monzodiorite quartzifère. Elles font intrusion dans les roches du Complexe de Laguiche. Les plutons de Casterne et de la Frégate forment des masses cylindriques localement aplaties qui plongent faiblement vers l’ENE. La foliation principale dans les roches métasédimentaires encaissantes se moule à ces intrusions puisqu’elle s’est développée après leur mise en place.

Plusieurs bandes du Gneiss de Marjoulet (nAgma; 2689 ±4 Ma, David, 2018b) sont dispersées dans la région du lac Casterne. Ces bandes sont parallèles à la foliation régionale et sont encaissées dans les niveaux métasédimentaires du Complexe de Laguiche. Elles sont plus nombreuses dans la région d’étude que dans les secteurs plus à l’ouest. Les bandes varient de 1 à 10 km de longueur sur 300 m de largeur. La campagne de cartographie de 2018 a permis de prolonger cette unité vers l’est.

Unités communes aux sous-provinces

Néoarchéen (2800 à 2500 Ma)

Un pluton de la Suite de Bezier (nAbez; 2674 ±12 Ma et 2712,3 ±5,8 Ma, St. Seymour et al., 1989; David, 2019) affleure dans le nord du secteur cartographié et coupe les roches du Groupe de Guyer. Il est composé de monzodiorite quartzifère et de granodiorite porphyriques à phénocristaux de feldspath potassique.

Une vingtaine d’intrusions ultramafiques, d’une superficie moyenne de 0,06 km2, sont associées à la Suite de Lablois (nAslb; >2619 Ma, David et al., 2011). Elles sont généralement situées à l’intérieur ou en périphérie des zones de cisaillement coupant le Complexe de Laguiche, plus abondantes dans les feuillets 33G03 et 33B14. Ces intrusions sont formées de métawebstérite à olivine peu à légèrement foliée. Elles injectent les unités de paragneisss et de migmatite (métatexite et diatexite).

Quelques plutons kilométriques et des injections pegmatitiques métriques de la Suite granitique du Vieux Comptoir (nAvcr; 2683 à 2613 Ma, David, 2018a; Bogatu et Huot, 2016) coupent le Groupe du Guyer, le Complexe de Laguiche, les plutons de la Suite de Féron, le Gneiss de Marjoulet et la Suite de Lablois, elles forment notamment une couronne autour du Pluton de Casterne. La région compte relativement peu de granite riche en tourmaline et en muscovite (nAvcr2) par rapport aux secteurs plus à l’ouest; quelques occurrences sont observées principalement dans la Sous-province de La Grande, notamment sur la zone aurifère Orfée (Bogatu et Huot, 2018).

Deux dykes de diabase d’orientation NE-SW, appartenant à l’Essaim de dykes de Mistassini (2515 à 2503 Ma; Hamilton, 2009; Davis et al., 2018), ont été identifiés dans le secteur cartographié.

Paléoprotérozoïque (2500 à 1600 Ma)

Deux diabases appartenant aux Dykes de Senneterre (pPsen; 2221 ±4 Ma et 2216 +8/-4 Ma, Buchan et al., 1996; Davis et al., 2018), d’orientation WSW-ENE, coupent les roches de la Sous-province d’Opinaca en plein centre de la région d’étude et dans la partie NE du feuillet 33G06. Les Dykes du Lac Esprit (pPesp2; 2090 Ma, âge préliminaire, Hamilton, communication personnelle, 2016) sont également orientés NE-SW, mais plus discontinus que les dykes de l’Essaim de Mistassini.

Unités lithologiques archéennes

Un groupe d’intrusions de composition felsique à ultramafique ont été cartographiées dans la région, mais n’ont pas été associées à des unités lithodémiques particulières. Sur la carte géologique, leurs noms se trouvent au bas de la légende lithologique.

Une intrusion de granodiorite à hornblende (I1C) a été reconnue dans la partie nord du feuillet 33G06. L’unité de 500 m de diamètre est intrusive dans un métabasalte de l’unité mAgy1 du Groupe de Guyer. La faible susceptibilité magnétique de l’intrusion et les analyses géochimiques indiquent une composition granodioritique, contrairement à une syénite proposée par Chénard et Oswald (1999).

Une dizaine d’intrusions de composition tonalitique à granitique (I1Da) coupant le Complexe de Laguiche n’ont été attribuées à aucune unité lithodémique. Bien que l’assemblage minéralogique observé se rapproche de celui du Gneiss de Marjoulet (biotite, hornblende et magnétite), ces intrusions ne présentent pas de rubanement caractéristique du Marjoulet.

L’unité de diorite (I2J) se situe directement au sud du Pluton de Poste Le Moyne et se présente sous la forme d’un filon-couche de 7 km de longueur et d’une centaine de mètres d’épaisseur visible. Elle a été tracée grâce à des affleurements et des décapages décrits par les compagnies d’exploration (Cayer et Oswald, 2009). Cette diorite est l’hôte de plusieurs minéralisations aurifères (Guylaine, PLE-10-141, Ilto et Tommy; Cayer et Oswald, 2009). Elle contient de la hornblende (40 à 55 %), du plagioclase ainsi que de l’épidote et des sulfures (<5 % de pyrrhotite-pyrite). Elle présente des degrés variables de déformation et des structures allant de foliée à cisaillée ou mylonitisée.

Un ensemble d’intrusions mafiques à ultramafiques (I3Aa, I4, I4Ia et I4Ib) formant des filons-couches de 200 m d’épaisseur sur 2 à 3 km de longueur a été tracé à partir des travaux de cartographie de Stamatelopoulou-Seymour (1975 et 1982) et ceux plus récents d’Oswald (2012, 2013 et 2014). On trouve une description détaillée de ces unités dans le rapport de Goutier et al. (2002).

GÉOLOGIE STRUCTURALE

L’ensemble de la région est marqué par une augmentation de la déformation pénétrative à l’approche du contact entre les sous-provinces de La grande et d’opinaca ainsi que vers le sud de la Sous-province d’Opinaca. La région cartographiée atteste d’une déformation polyphasée, marquée par l’ondulation des traces axiales des nombreux plis E-W à NE-SW. Elle est également caractérisée par un plongement généralisé des structures linéaires vers l’est. Les plis régionaux kilométriques ont été tracés à partir des variations d’orientation de la foliation principale et des linéaments topographiques. L’ensemble de ces éléments structuraux permet de reconnaître cinq épisodes de déformation ductile dans la région.

Zones de cisaillement

Plusieurs zones de cisaillement d’orientation E-W à WNW-ESE traversent la région. Elles ont été tracées à partir de la carte de l’intensité de la déformation des affleurements et de l’image du tilt angle dérivée des levés aéromagnétiques de haute résolution. Les zones de cisaillement définissent des zones fortement foliées à mylonitiques dont l’épaisseur minimale est de quelques dizaines de mètres. Elles ont été associées au quatrième épisode de déformation (voir ci-dessous). La plus importante, la Zone de cisaillement de Quentin (ZCQ), correspond au chevauchement des roches de Sous-provinces de La Grande sur celles de l’Opinaca.

Phases de déformation et évolution tectonique

Les structures associées aui litage (S0) et à la foliation (S1) sont limitées aux volcanites de la Sous-province de La Grande. Le grain tectonique régional, correspondant à la foliation principale S2, est défini dans les deux sous-provinces par l’alignement de la biotite et de l’amphibole.

Le premier épisode de déformation, désigné D1, est un évènement en compression qui s’est déroulé après la formation du Groupe de Guyer et avant la mise en place du Complexe de Langelier. Un deuxième épisode de déformation (D2) est responsable du grain tectonique régional E-W et de la foliation principale S2 dans les roches du Groupe de Guyer et du Complexe de Laguiche. L’épisode D2 est interprété comme synchrone au métamorphisme régional désigné M3.
Le troisième épisode de déformation (D3) est responsable du plissement des foliations S2. Cet épisode est lié à la série de plis P3 d’échelle kilométrique observés dans la Sous-province d’Opinaca, et dont les traces axiales sont orientées E-W. Les plis P3 sont localement transposés par des zones de cisaillement orientées E-W et WNW-ESE à NE-SW lors d’un quatrième épisode de déformation (D4). Un cinquième épisode de déformation ductile (D5) correspond au plissement P5 orienté NE-SW qui affecte les zones de cisaillement, particulièrement au contact des sous-provinces d’Opinaca et de La Grande. Il réactive certaines zones de cisaillement et affecte les roches de la Suite granitique du Vieux Comptoir (Bogatu et Huot, 2016). Cet évènement est également associé à des plis P5 d’orientation N-S qui font onduler les traces axiales P3 dans la Sous-province d’Opinaca et causent une double vergence vers l’est et l’ouest.

Par la suite, l’ensemble de la région d’Eeyou Istchee Baie-James a subi plusieurs épisodes de déformation cassante marqués par la présence de failles transversales orientées NE-SW et WSW-ENE. Ces structures sont associées à la mise en place des différents essaims de diabase de la région.
 

 

Domaines structuraux

La région cartographiée a été divisée en 11 domaines structuraux en fonction de l’attitude des structures mesurées, du grain tectonique observé sur les cartes du champ magnétique et de critères lithologiques. Plusieurs sous-domaines ont été définis selon la similitude et la cohérence des structures.
Le domaine I correspond au secteur de la ZCQ. Les foliations S2 des trois sous-domaines de ce secteur présentent des orientations moyennes semblables (E-W à pendage de 60° vers le nord).

  • le sous-domaine Ia regroupe les roches des deux sous-provinces affectées par la synforme plongeant vers l’ENE associée au grand plissement régional en Z (P5). Les charnières et les linéations minérales mesurées dans cette région correspondent au pôle du grand cercle passant par les pôles de S2 (076°/22°);

 

  • le sous-domaine Ib est plus rectiligne et est moins affecté par le plissement tardif en Z. Les foliations montrent une orientation E-W et un pendage vers le nord (010°/57°). Les rares linéations minérales mesurées sont dans le pendage des foliations vers le nord;

 

  • le domaine Ic présente également une foliation S2 avec une orientation moyenne E-W et un pendage vers le nord. Les charnières de plis plongent vers le NW (284°/24°). 

Les structures planaires S2 généralement orientées E-W avec un pendage variable vers le nord dominent dans le domaine II (plan moyen de 273°/42°). Les linéations métamorphiques sont quasi horizontales, plongeant généralement vers l’ENE.

Le domaine III se caractérise par une diminution de l’intensité de la déformation du nord vers le sud. Les trois sous-domaines qui le constituent sont séparés par des zones de cisaillement et montrent des plans moyens de foliation S2 semblables orientés E-W avec un pendage vers le nord. Les plissements dans le sous-domaine IIIa sont isoclinaux, inclinés vers le sud avec des traces axiales orientée E-W et des axes de plis plongeant vers l’ENE (058°/28°). Le sous-domaine IIIc présente des plis cylindriques, ouverts, droits ou légèrement déversés vers le sud et plongeant faiblement vers l’ENE (066°/11°). Les foliations S2 sont étalées sur un grand cercle. Le sous-domaine IIIb constitue un intermédiaire entre les sous-domaines adjacents avec des plis plus serrés.

Les foliations S2 du domaine IV sont les seules de la région cartographiée à présenter un plan moyen à pendage vers le sud (035°/25°). Les roches de ce domaine se trouvent coincées entre les masses plus compétentes des intrusions de la Suite de Féron. Les plis sont droits à déversés vers le nord et plongeant faiblement vers l’ENE.

Les domaines V et VI correspondent respectivement au Pluton de Casterne et au Pluton de la Frégate. De forme ellipsoïde à cylindrique, ils plongent très faiblement vers l’ENE (067°/06° et 073°/06°). Les foliations à faible pendage mesurées dans les roches intrusives de la Suite de Féron sont orientées de manière concentrique par rapport au contact des paragneiss encaissants. Dans le Pluton de la Frégate, la foliation est habituellement E-W avec un pendage variable vers le sud ou le nord.

Le domaine VII montre des plis droits à charnière subhorizonatale qui ondule faiblement et pointe généralement vers l’est (ou plus rarement vers l’ouest).

Les plis du domaine VIII plongent moyennement vers le NE (070°/20°) et sont majoritairement déversés vers le sud. Ce domaine est délimité au nord et au sud par des zones de cisaillement bien visibles sur les cartes aéromagnétiques.

Le domaine IX se démarque par une série de plis droits à déversés vers le sud, serrés à ondulants et plongeant faiblement vers l’est.

Le domaine X est caractérisé par la présence de plusieurs zones de cisaillement. Les plis sont transposés selon ces zones de déformation. La partie est du domaine comprend des plis à fort pendage vers l’ouest, tandis que la partie ouest montre de plis plongeant faiblement vers l’est. Ce double pendage fait ressortir la troisième phase de plissement P5 N-S.

Le domaine XI, soit le plus au sud, est moins déformé que le domaine X. L’axe de pli mesuré plonge légèrement vers l’est. La répartition des pôles de la foliation S2 sur le grand cercle suggère un pli symétrique, droit et en chevron.

MÉTAMORPHISME

La région du lac Casterne possède une histoire polymétamorphique comportant au moins un épisode mésoarchéen (M1) et un épisode néoarchéen (M2) qui ont affecté les roches volcaniques et sédimentaires du Groupe de Guyer (Goutier et al., 1999; Goutier et al., 2002; Goutier, 2018). Un dernier épisode de métamorphisme régional (M3) a affecté l’ensemble de la région et est responsable des assemblages illustrés sur la carte du métamorphisme. Cet épisode majeur démontre deux pics distincts : un premier (M3’) à 2670 Ma de basse pression et haute température, suivi d’un refroidissement; puis, un second évènement (M3’’) à 2645 Ma présentant un métamorphisme de type barrovien avec un refroidissement isotherme (Côté-Roberge, 2018).

Dans les wackes et les tufs felsiques du Groupe de Guyer, la présence de minéraux tels que la cordiérite, la staurotide, la sillimanite, le grenat et la muscovite atteste d’un métamorphisme jusqu’au faciès inférieur des amphibolites (Goutier et al., 2002). Des porphyroblastes d’olivine métamorphique sont observés dans les roches sédimentaires ultramafiques (Stamatelopoulou-Seymour et Francis, 1980) et dans les komatiites du Groupe de Guyer. La biotite et l’amphibole définissent la foliation principale, tandis que les porphyroblastes de grenat, de cordiérite et d’olivine sont tarditectoniques (Goutier et al., 2001). Les basaltes encaissant la zone minéralisée Orfée présentent l’assemblage grenat-hornblende-plagioclase typique du faciès supérieur des amphibolites (Bogatu et Huot, 2016; Bogatu; 2017).

Les paragneiss et les migmatites du Complexe de Laguiche présentent un métamorphisme plus élevé que les roches du Groupe de Guyer, avec un assemblage à quartz-plagioclase-biotite ± hornblende ± feldspath potassique ± grenat ± cordiérite ± orthopyroxène ± sillimanite, ainsi qu’un niveau variable de fusion partielle, indiquant un métamorphise au faciès supérieur des amphibolites jusqu’à celui des granulites.

La carte du métamorphisme présente la localisation des minéraux métamorphiques observés en lame mince et en affleurement dans les roches du Complexe de Laguiche et du Groupe de Guyer, la localisation des porphyroblastes d’olivine du Groupe de Guyer ainsi que l’isograde dessiné à partir de leur distribution. Le tracé irrégulier de l’isograde associé à l’apparition de l’orthopyroxène démontre un métamorphisme hautement discontinu, passant à plusieurs reprises du faciès des amphibolites supérieur à celui des granulites. Cet isograde correspond à plusieurs endroits aux zones de cisaillement régionales. Les isogrades d’apparition de l’orthopyroxène et de la sillimanite convergent vers le contact entre les sous-provinces d’Opinaca et de La Grande dans la partie NE de la carte où le métamorphique passe du faciès des amphibolites inférieur à celui des granulites sur une distance de seulement 2 km. Le gradient métamorphique y est donc plus abrupt que dans les feuillets à l’ouest.

Le grenat est observé dans l’ensemble du territoire cartographié, quoique plus rare dans le feuillet 33G03. Les grenats observés en lame mince sont pœciloblastiques et leur croissance est majoritairement tardicinématique à postcinématique par rapport à la foliation principale. La cordiérite est observée sous la forme de porphyroblastes millimétriques, postcinématiques à la foliation principale, isolés ou formant des couronnes autour des grenats. Sa distribution se limite au feuillet 33G06 et à la portion sud du feuillet 33B14. La muscovite remplace localement la cordiérite. La sillimanite est très rarement observée et se présente sous forme de prismes ou de fibrolite. Des pseudomorphes de liquide anatectique sont observés dans une vingtaine d’échantillons pétrographiques sous forme d’intercroissances simplectitiques entre la biotite et le plagioclase (Holness, 2008).

 

Une interpolation du pourcentage de mobilisat dans les migmatites du Complexe de Laguiche est présentée sur la carte du métamorphisme. Ce pourcentage augmente du nord au sud. Les zones de migmatite montrant un pourcentage élevé de mobilisat (unité nAlgi4a) ne montrent pas de corrélation spatiale avec la présence d’orthopyroxène. Des granites d’anatexie provenant de la fusion du paragneiss ont été observés dans le feuillet 33B14. Les grandes masses plutoniques (Suite de Féron et Gneiss de Marjoulet) présentent le même faciès métamorphique que le Complexe de Laguiche, puisque leur mise en place (2710 ±2,4 Ma) est antérieure à l’épisode de métamorphisme régional (Augland et al., 2016). Dans les deux sous-provinces, les assemblages associés au faciès métamorphique régional M3 ont été rétrogradés par endroits au faciès des schistes verts et inférieur des amphibolites. L’orthopyroxène est communément fortement altéré en amphibole, chlorite, serpentine et smectite. Des degrés variables de chloritisation, de damouritisation et de pinnitisation de la biotite, du feldspath et de la cordiérite peuvent être attribués en partie au métamorphisme rétrograde ou à une altération tardive, possiblement paléoprotérozoïque, synchrone à la mise en place des dykes de diabase.

 

GÉOLOGIE ÉCONOMIQUE

La région du lac Casterne contient des zones favorables pour ces trois types de minéralisations :

  • minéralisations de sulfures massifs de métaux usuels associées aux roches volcaniques;
  • minéralisations de cuivre dans les paragneiss altérés du Complexe de Laguiche;
  • minéralisations aurifères de typologies variées :
    • minéralisations aurifères stratiformes dans les formations de fer;
    • minéralisations dans des veines aurifères de type orogénique;
    • minéralisations aurifères disséminées et en remplacement;
    • minéralisations de sulfures disséminés aurifères associées aux roches volcaniques.

Ces zones favorables regroupent des minéralisations connues ou de nouvelles occurrences. Le tableau ci-dessous présente les résultats d’analyses pour cinquante-quatre (54) zones minéralisées connues dans le secteur, incluant une nouvelle minéralisation découverte dans le cadre de nos travaux.

Zones minéralisées dans la région du lac Casterne
Nouvelles
NomTeneurs
Minéralisations de type indéterminé
Shlolly7650 ppm Cu (G)
Connues
NomTeneurs
Minéralisations dans des veines aurifères de type orogénique
Galexis2,8 ppm Ag sur 1,2 m (R); 4900 ppb Au (G); 20 200 ppm Cu sur 0,3 m (R)
Guyer-Sud 812106,3 ppm Ag (G); 82 ppb Au (G)
Éch. 168114134 ppm Ag (G); 6580 ppb Au (G); 1300 ppm Cu (G); 11 900 ppm Pb (G)
Éch. 23054118 170 ppb Au (G)
Minéralisations aurifères dans les formations de fer
Lemoyne-Extension6220 ppb Au sur 1 m (R)
Orfée67 350 ppb Au sur 1 m (R); Ressource : 203 483 tonnes métriques à 14,5 g/t Au
Orfée Est10 530 ppb Au sur 1,1 m (D)
PLE-98-053520 ppb Au sur 0,4 m (D)
Minéralisations aurifères disséminées et en remplacement
Guylaine2400 ppb Au sur 1 m (R)
Ilto3540 ppb Au sur 3 m (R)
PLE-10-1411230 ppb Au sur 1 m (D)
Éch. 1682051170 ppb Au (G)
Éch. 3512431470 ppb Au (G)
Minéralisations dans des pegmatites granitiques
Upin128 816,9 ppm ETR (G); 2440 ppm Th (G)
Upin103546,1 ppm ETR (G); 1520 ppm Th (G); 2193 ppm U (G)
Upin131050 ppm Th (G); 2696,64 ppm U (G)
Upin142050 ppm Mo (G); 661,44 ppm U (G)
Upin2105 858,9 ppm ETR (G); 8530 ppm Th (G); 1620 ppm Y (G)
Upin32106,3 ppm ETR (G); 1770 ppm Mo (G); 593 ppm Th (G); 1170,24 ppm U (G)
Upin41430 ppm Th (G); 1560,32 ppm U (G)
Upin5797,12 ppm U (G)
Upin610 001,3 ppm ETR (G); 979 ppm Th (G); 2136,96 ppm U (G)
Upin7563 ppm Th (G); 1521,5 ppm U (G)
Upin810 940,5 ppm ETR (G); 484 ppm Th (G); 2323,52 ppm U (G); 1800 ppm Y (G)
Upin9918 ppm Th (G); 4536,8 ppm U (G)
Éch. 551067713 097,6 ppm ETR (G); 1820 ppm Th (G)
Éch. 5510682660 ppm U (G)
Éch. 551900602851,3 ppm ETR (G); 849 ppm Th (G)
Éch. 5519867471 ppm Pb (G); 587 ppm Th (G); 1300 ppm U (G)
Éch. 55199267650 ppm Pb (G); 2810 ppm Th (G); 17 700 ppm U (G)
Éch. 6879003716204,3 ppm ETR (G); 1840 ppm Th (G)
Éch. 8790069467,5 ppm U (G)
Éch. 6879015857 959,1 ppm ETR (G); 4840 ppm Th (G); 1230 ppm Y (G)
Éch. 68790182932,8 ppm U (G)
Éch. 68790194467 ppm Th (G)
Éch. 687902151659 ppm ETR (G); 684 ppm Th (G); 500,32 ppm U (G)
Éch. 68790236568,16 ppm U (G)
Éch. 687902701000,64 ppm U (G)
Éch. 68790285831,04 ppm U (G)
Éch. 687903001941,92 ppm U (G)
Éch. 68792811540 ppm Th (G); 534,24 ppm U (G)
Minéralisations de chromite dans les roches mafiques et ultramafiques
Éch. 1871169307 ppm Cr (G)
Minéralisations de sulfures massifs de métaux usuels associées à des roches volcaniques
Plug1,2 ppm Ag sur 0,2 m (D); 33 200 ppm Zn sur 0,2 m (D)
Poste Lemoyne6 ppm Ag sur 0,3 m (D); 1052 ppb Au (G); 473 ppm Cu (G); 9820 ppm Zn (G)
TR-PL3-10-01829,4 ppm Ag (G); 36 800 ppm Cu (G); 17 800 ppm Zn (G)
Minéralisations de sulfures aurifères associées aux roches volcaniques
Arséno13,6 ppm Ag (G); 67 760 ppm As (G); 11 830 ppb Au (G); 1380 ppm Cu sur 1 m (T); 6500 ppm Zn (G)
Le Moyne-123191920 ppb Au (G)
Lemoyne-hydro5 ppm Ag (G); 305 ppb Au (G); 219 ppm Cu (G); 1060 ppm Zn (G)
Schiste à séricite14 ppm Ag (G); 1510 ppb Au (G); 5450 ppm Cu (G); 1640 ppm Zn (G)
TR-PL-09-0351270 ppb Au sur 2 m (R)
Éch.16991824,3 ppm Ag (G); 1440 ppb Au (G)
Minéralisations de sulfures aurifères disséminés associées aux roches volcaniques
Tommy14 570 ppb Au sur 1 m (D)
Minéralisations de type indéterminé
Éch.1829761780 ppb Au (G)

(D) : forage au diamant; (G) : échantillon choisi : (R) : rainure – échantillon en éclats

Le tableau des analyses lithogéochimiques des métaux d’intérêt économique donne la localisation, la description et les résultats d’analyse pour trente-cinq (35) échantillons choisis dans le but d’évaluer le potentiel économique de la région.

 

Nouvelle zone favorable pour les minéralisations en Zn, Cu, Ag et Au associées aux volcanites felsiques du Groupe de Guyer

La zone favorable du Lac Casterne 1 met en valeur la plus importante unité de volcanites felsiques localisée au centre du Groupe de Guyer. Cette zone regroupe des niveaux de volcanite felsique, de volcanoclastite et de mudstone montrant des valeurs anomales et indicielles en métaux usuels et précieux. L’altération en séricite est commune et, lorsqu’elle est abondante, la roche observée est transformée en schiste à séricite. Au contact nord de l’unité de volcanites felsiques (mAgy2), on note un niveau riche en pyrite, en pyrrhotite et en graphite. Par endroits, celui-ci est minéralisé en sphalérite et en chalcopyrite (p. ex. 1,24 % Zn, 3,68 % Cu et 29,4 ppm Ag; Éch. 170401, Cayer, 2010). Cette portion minéralisée de l’unité représente un marqueur stratigraphique pour l’exploration des minéralisations de sulfures massifs volcanogènes (SMV). Plus à l’ouest, ce niveau n’est pas minéralisé, mais comprend un mudstone graphiteux et une formation de fer intercalés entre les volcanites felsiques et le basalte sommital. Les niveaux conducteurs graphiteux et sulfurés correspondent à des anomalies électromagnétiques en carte (Oakes et Lavoie, 1976; Simard, 1999). Dans le feuillet 33G11, les zones minéralisées Guyer-SW, Bertha et Lemoyne-Hydro sont localisées le long de ce même niveau repère. Une étude lithogéochimique à partir des données du Sigéom (feuillets 33G06 et 33G11) permettrait d’identifier les zones d’altération riches en séricite et d’effectuer une comparaison avec le secteur Doyon-Bousquet reconnu pour ses minéralisations de SMV aurifères (Dubé et al., 2007).

Nouvelle minéralisation cuprifère dans les paragneiss altérés du Complexe de Laguiche

La zone favorable du Lac Casterne 2 est caractérisée par des paragneiss graphiteux du Complexe de Laguiche présentant une altération hétérogène sous forme d’amas irréguliers centimétriques riches en hornblende et diopside (jusqu’à 20 %), accompagnés de chlorite, de calcite et de sulfures. Ces zones concordantes à la foliation régionale ont une épaisseur de quelques mètres et une extension latérale de quelques dizaines de mètres. Elles coïncident avec des zones de forts contrastes magnétiques. L’assemblage hornblende-diopside est interprété comme le produit du métamorphisme d’une altération précoce à chlorite-calcite-sulfures. Il est spatialement associé à une minéralisation disséminée de pyrite (1 %), de pyrrhotite (4 %), de chalcopyrite (1 %) et de malachite. Nos travaux ont permis de mettre au jour des valeurs anomales ou indicielles en cuivre (0,765 % Cu, zone minéralisée Shlolly, numéro d’échantillon unique 2018072501).

 

Corridor aurifère dans la partie nord de la région du lac Casterne

La zone favorable du Lac Casterne 3 met en valeur des corridors aurifères dans la partie nord de la région du lac Casterne. Le plus important de ces corridors est situé à l’interface très déformée entre les sous-provinces de La Grande et d’Opinaca. Il a été découvert en 1998 (Chénard, 1999; Goutier et al., 2002) et comprend des imbrications structurales de basalte (mAgy1), de formation de fer, de wacke et de mudrock graphiteux (mAgy3) ainsi que des intrusions dioritiques (I2J). La minéralisation aurifère se trouve sous plusieurs formes, incluant : des minéralisations aurifères stratiformes dans les formations de fer, des veines aurifères de type orogénique, des minéralisations aurifères disséminées et en remplacement et des sulfures disséminés aurifères associés aux roches volcaniques. Des teneurs significatives, anomales et indicielles sont observées sur près de 30 km de longueur (travaux de 1998 à 2010). La minéralisation la plus importante est associée à des pièges structuraux (p. ex. charnières de plis) dans une formation de fer et dans un mudrock graphiteux de l’unité mAgy3 du Groupe de Guyer (gîte Orfée, ~0,2 Mt à 14,5 g/t Au, Bogatu, 2017). On trouve aussi une minéralisation aurifère associée à des sulfures finement disséminés (<2 % de pyrite-pyrrhotite) dans une diorite (p. ex. zone minéralisée Ilto) et dans le basalte adjacent (zone minéralisée Tommy). Cette diorite est plus ou moins déformée (faible à mylonitique). La minéralisation serait précoce, puisqu’elle se concentre dans une diorite pratiquement non déformée ou altérée. À l’extrémité ouest de cette zone favorable, dans le feuillet 33G06, la minéralisation aurifère est encaissée dans des veines de quartz (p. ex. zone minéralisée Galexis) coupant un basalte du Groupe de Guyer. Ce secteur est affecté par la phase tardive de plissement asymétrique en Z de grande envergure (voir le chapitre sur la géologie structurale). Ces plis affectent la zone de cisaillement minéralisée en or au contact des deux sous-provinces. Ce contexte favorise la formation de pièges structuraux additionnels dans les zones de charnière des plis en Z.

Minéralisations de chromite dans les roches mafiques et ultramafiques

Les intrusions ultramafiques de la région du lac Casterne sont situées principalement dans la portion nord du feuillet 33G06. Les unités lithologiques I4, I4Ia et I4Ib sont communément riches en chromite.

Une seule zone minéralisée a été identifiée dans ce secteur (Éch. 187116). Le nombre d’analyses complètes de roche ultramafique dont la localisation est précise est limité (22 analyses de roche extrusive et 29 analyses de roche intrusive). Il semble exister un potentiel pour les minéralisations de Ni-Cu dans les roches ultramafiques coupant les roches riches en sulfures du Groupe de Guyer (certains niveaux des unités mAgy2 et mAgy3).

Minéralisations de type indéterminé

La zone aurifère Éch. 182976 est encaissée dans un paragneiss silicifié minéralisé en pyrrhotite-pyrite (Cayer, 2007). L’information est insuffisante et ne permet pas de déterminer le type de minéralisation. Trois échantillons récoltés à proximité (<10 m) de la zone minéralisée ont donné des teneurs <5,3 ppb Au (numéros d’échantillon unique 2009023806, 2018072404 et 2018072487).

Collaborateurs
Collaborateurs
Auteurs

Myriam Côté-Roberge, géo. stag., M. Sc. Myriam.Cote-Roberge@mern.gouv.qc.ca

Jean Goutier, géo., M. Sc.

GéochimieFabien Solgadi, géo., Ph. D.
GéophysiqueSiham Benhamed, géo. stag., M. Sc.
Rachid Intissar, géo., M. Sc.
Évaluation de potentielHanafi Hammouche, géo., M. Sc.
Logistique

Marie Dussault

Clotilde Duvergier, géo. stag.

Géomatique

Julie Sauvageau
Kathleen O’Brien

Karine Allard

Conformité du gabarit et du contenuFrançois Leclerc, géo., Ph. D.
Accompagnement/mentorat et lecture critiqueJames Moorhead, géo., M. Sc.
OrganismeDirection générale de Géologie Québec, ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles, gouvernement du Québec

Remerciements :

Ce Bulletin géologiQUE est le fruit de la collaboration de nombreuses personnes qui ont activement pris part aux différentes étapes de la réalisation du projet. Nous tenons à remercier les géologues stagiaires Alban Duvernois, Manuel Perron-Racine et Maxym-Karl Hamel-Hébert, ainsi que les aides-géologues Ehouman Koffi Parterne, Judith Gauriau, Julien Lauret, Madeleine St-Cyr, Marat Guira et Nathanaël Kirch. Nous aimerions souligner l’excellent travail du cuisinier Daniel Morissette et de Dany Trudel pour la supervision du montage et du démontage de camp. Le transport sur le terrain a été assuré par la compagnie Héli-Inter. Le pilote Hervé Becker et les mécaniciens Yannick Vary, Marc Aubertin et Alexis Chamberland ont accompli leur travail avec efficacité et professionnalisme.

Références

Publications accessibles dans Sigéom Examine

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20 novembre 2018