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Géologie de la région du lac des Commissaires, Province de Grenville, région du Saguenay–Lac-Saint-Jean, Québec, Canada

Projet visant les feuillets SNRC 32A01, 32A02, 32A07, 32A08
Abdelali Moukhsil et Yannick Daoudene
Publié le 21 juin 2019
L’essentiel

Une nouvelle carte géologique au 1/50 000 de la région du lac des Commissaires a été produite à la suite d’un levé réalisé durant l’été 2018. Elle présente majoritairement des unités stratigraphiques d’âge mésoprotérozoïque (0,99 à 1,52 Ga). Ces unités constituent des suites intrusives et des complexes de roches felsiques à intermédiaires, des complexes de roches métasédimentaires, des intrusions felsiques à mafiques ovales ou circulaires et des intrusions mafiques lenticulaires. Au nord-est de la carte, des séquences de roches sédimentaires ordoviciennes reposent en discordance sur les roches précambriennes.

L’analyse des domaines structuraux de la région révèle trois phases de déformation. La plus ancienne, D2, affecte la quasi-totalité des unités mésoprotérozoïques. Elle se démarque par une foliation tectonique S2 développée dans les roches des faciès métamorphiques des amphibolites et des granulites. La phase suivante D3 s’exprime par le plissement régional de S2. Les plis P3 sont kilométriques, serrés ou isoclinaux et orientés NNW-SSE. Une foliation de plan axial S3 est aussi observée. Enfin, la dernière phase D4 n’est reconnaissable que régionalement. Elle se traduit aussi par des plis P4 kilométriques, ouverts ou serrés et orientés ENE-WSW. Le mouvement de décrochement senestre de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales (ZCsfs) semble contemporain de la phase D4 et est associe à des conditions métamorphiques rétrogrades.

La région présente neuf zones favorables pour l’exploration de substances minérales, regroupées en quatre types de gîtes, soit : 1) Fe-Ti ± P ± V ou en Ni-Cu dans les roches intrusives mafiques et ultramafiques de la Gabbronorite de Claire, de la Suite plutonique de Rodez et de la Suite de Travers; 2) éléments de terres rares dans les intrusions syénitiques à granitiques de la Suite de Travers; 3) sillimanite et graphite dans les paragneiss du Complexe de Wabash; et 4) Ni-Cu magmatique associé à une intrusion mafique de la Suite de Travers.

Méthode de travail

La région a été cartographiée en utilisant la méthode établie pour les levés effectués dans les zones forestières desservies par un réseau de chemins secondaires.

Les travaux de cartographie géologique ont été réalisés par une équipe composée de trois géologues, de deux géologues stagiaires, d’un ingénieur stagiaire et de sept aides-géologues, entre le 1er juin et le 17 août 2018.

 

Lithogéochimie

La lithogéochimie des unités de la région du lac des Commissaires est présentée séparément sous forme de tableaux. La cartographie et la synthèse du projet lac des Commissaires 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)1993 affleurements
Analyse lithogéochimique totale381 échantillons
Analyse lithogéochimique des métaux d’intérêt économique87 échantillons
Lame mince standard253
Lame mince polie101
Coloration au cobaltinitrite de sodium0
Fiche de lexique stratigraphique24
Fiche de substances minérales8
Fiche de pierre architecturale, concassée ou industrielle4

 

 

Travaux antérieurs

 

Le tableau ci-dessous présente une liste des travaux réalisés dans la région du lac des Commissaires depuis 1918. Il inclut aussi des références citées dans le rapport.

 

Travaux antérieurs dans la région d’étude
Auteur(s)Type de travauxContribution
Dresser, 1918Cartographie de la région du lac Saint-Jean (partie sud)Première cartographie géologique de la région sud du lac Saint-Jean

Bray, 1959; 1960

Bray, 1961

Cartographie dans le district de Roberval à l’échelle 1/63 000

Thèse de doctorat

Découverte et description de zones minéralisées en Fe-Ti

Étude pétrologique de la minéralisation de Fe-Ti

Benoit et Valiquette, 1971Reconnaissance géologiqueIdentification de plusieurs lithologies
Laurin et Sharma, 1975Cartographie et reconnaissance géologique au 1/250 000Projet de cartographie en plusieurs années (1965 à 1967)

Morfin et al., 2015

Cartographie et reconnaissance géologique à l’échelle 1/125 000Identification de plusieurs unités lithostratigraphiques et mise à jour des zones minéralisées connues et des secteurs pour la pierre de taille.
Intissar et Benahmed, 2015Levés aéromagnétiques de haute résolutionLa région est entièrement couverte par des levés aéromagnétiques

Boily, 2015

Travaux géophysiques et étude de la zone minéralisée de TouladiModèle 3D basé sur les données géophysiques pour la minéralisation de Fe-Ti

Lithostratigraphie

 

Cette partie présente succinctement les différentes unités cartographiées de la région du lac des Commissaires dans un cadre stratigraphique et temporel. Le schéma stratigraphique et la frise chronologique ci-contre accompagnent cette discussion. La description lithologique des unités peut être consultée à partir de leur fiche stratigraphique respective via l’hyperlien associé à leur nom.

Socle mésoprotérozoïque

À l’exception du Groupe de Montauban (mPmt), les plus anciennes unités stratigraphiques de la région sont composées de roches intrusives mafiques à intermédiaires, communément gneissiques. Il s’agit du Complexe de La Bostonnais (mPbos) et des suites plutoniques de Pope (mPpop), de Belley (mPbly) et de Bardeau (mPbad). Des roches du Complexe de La Bostonnais présentent des âges compris entre 1,4 et 1,37 Ga (Nadeau et van Breemen, 1994; Corrigan, 1995). Parallèlement, un gneiss granitique de la Suite plutonique de Pope a fourni un âge préliminaire de 1352,7 ±6 Ma (U-Pb sur zircons) (David, 2018). Cependant, aucune datation ne permet actuellement de préciser l’âge des suites plutoniques de Belley et de Bardeau. 

Sur ces quatre ensembles de roche intrusive reposent les complexes de Wabash (mPwab) et de Barrois (mPboi). Ces unités affleurent respectivement au nord et au sud de la région du lac des Commissaires. Ils sont essentiellement composés de roches métasédimentaires avec une proportion variable de mobilisat. Le Complexe de Wabash possède un âge maximal de dépôt de ~1204 Ma (Moukhsil et al., 2015). En effet, le Complexe Wabash a été introduit dans la région de Parent par Moukhsil et al. (2015) et a été étendu dans celles de Clova et de Wemotaci (Moukhsil et al., 2016, Moukhsil et Côté, 2017). Le Complexe de Barrois a été défini par Morfin et al. (2015) dans la région du lac Saint-Jean. Dans la région du lac des Commissaires où les complexes sont juxtaposés, nos observations pétrologiques ne permettent pas de faire la distinction entre les roches métasédimentaires de l’une ou l’autre de ces unités.

Dans la région du lac des Commissaires, la Suite de Travers (mPtra) se superpose à une large zone de cisaillement régionale nommée Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales (ZCsfs). Cette suite se démarque par sa grande diversité de roches intrusives de composition mafique à felsique. Un âge U-Pb sur zircons à 1076,2 ±8,4 Ma d’un syénogranite (Papapavlou et al., en préparation) semble indiquer que la Suite de Travers s’est mise en place au Grenvillien précoce. Néanmoins, la diversité des roches qu’elle contient n’exclut pas la possible présence d’ensembles plus anciens. Dans la région cartographiée, une lentille kilométrique de roches volcaniques mafiques, piégée dans la Suite de Travers, a été attribuée au Groupe de Montauban (mPmt). Ce groupe est daté à ~1,45 Ga (Nadeau et van Breemen, 1994) et représente la plus vieille unité de la région.

Intrusions mésoprotérozoïques

Les ensembles de roches intrusives et sédimentaires énumérés ci-dessus (mPbos, mPpop, mPbly, mPbad, mPboi et mPwab) encaissent des intrusions kilométriques principalement constituées de roches felsiques à intermédiaires. Certaines intrusions, comme les suites plutoniques de Thaddé (mPthd), de Marianne (mPmae) et de Mimosa (mPmim) montrent des caractéristiques lithologiques et structurales qui pourraient indiquer une mise en place assez ancienne, peut-être contemporaine de celle des suites anorthositiques de Lac-Saint-Jean (mPlsj) (1160 à 1140 Ma, Higgins et van Breemen, 1996) et de Ouiatchouan (mPoch).

D’autres intrusions plus arrondies en surface et moins déformées, comme les suites plutoniques de Rodez (mPrdz), de Bonhomme (mPboh) et de Léo (mPleo), les mangérites de Lachance (mPlhc) et de Jobber (mPjob) et les suites intrusives de Sainte-Hedwidge (mPshe) et de Leda (mPled), semblent être plus jeunes. La gamme d’âges de ces intrusions indique une mise en place correspondant aux orogènes adirondien et grenvillien. La Suite intrusive de Rhéaume est l’unité précambrienne la plus jeune de la région cartographiée et fait intrusion dans la Suite plutonique de Pope.

La Gabbronorite de Claire et la Suite de Roc pourraient être à l’origine d’anciens systèmes régionaux de sills ou de dykes de composition principalement mafique. En carte, elles regroupent des masses lenticulaires kilométriques emballées dans des unités de paragneiss ou de roches intrusives modérément à fortement déformées. Cette distribution de la Gabbronorite de Claire et de la Suite de Roc résulterait du démembrement de filons à la suite de la déformation régionale polyphasée (voir ci-dessous).

Couverture sédimentaire ordovicienne

Au nord-est de la région cartographiée, des séquences de roches sédimentaires de la Plate-forme du Saint-Laurent reposent en discordance angulaire sur des unités mésoprotérozoïques. Les roches sédimentaires, dont l’âge est ordovicien, appartiennent au Groupe de Trenton (Ott) et à la Formation de Pointe-Bleue (Ospbl).

Géologie structurale

 

Sur la base de critères structuraux, la région du lac des Commissaires a été subdivisée en sept domaines. Il s’agit des domaines structuraux de Bouchette, des Commissaires, du Lac-Saint-Jean, de Ministic, de Saint-André-du-Lac-Saint-Jean et de Sainte-Hedwidge ainsi que de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales. À l’exception du Domaine structural du Lac-Saint-Jean, qui ne comporte que des séquences de roches sédimentaires ordoviciennes non déformées, tous les domaines comprennent uniquement des unités stratigraphiques d’âge mésoprotérozoïque.

L’analyse structurale de ces domaines semble indiquer que la région cartographiée a été affectée par au moins trois phases de déformation au Mésoprotérozoïque. Dans l’éventualité que des fabriques soient attribuées à une phase de déformation antérieure à celles discutées ici, la phase identifiée comme la plus ancienne est appelée D2. Les phases de déformation subséquentes sont nommées D3 et D4, de la plus ancienne à la plus récente. Cependant, la phase de déformation principale d’un domaine structural ne correspond pas forcément à celle du domaine voisin. Pour cette raison, la phase de déformation principale d’un domaine structural ou d’une zone de cisaillement est, par convention, désignée Dn dans les fiches du lexique structural. Les phases antérieures sont appelées Dn-1, Dn-2 et ainsi de suite, alors que celles qui sont postérieures sont nommées Dn+1, Dn+2, etc. Dans le cas du secteur à l’étude, les structures associées à la phase Dn de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales sont plus tardives que celles des domaines structuraux précambriens voisins. Ainsi, afin de clarifier la description qui suit, il a été décidé de faire correspondre la phase Dn des domaines structuraux de Bouchette, des Commissaires, du Lac-Saint-Jean, de Ministic, de Saint-André-du-Lac-Saint-Jean et de Sainte-Hedwidge à D2, et la phase Dn de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales à D4. Par ailleurs, l’orientation des traces des plans axiaux implique de rattacher la phase Dn+1 du Domaine structural des Commissaires à D4, alors que la phase Dn+1 des autres domaines est plutôt associée à D3. La suite de cette section propose une description chronologique de ces phases de déformation. La carte et la coupe structurale ci-contre permettent d’illustrer les propos.

Les limites entre les domaines correspondent principalement à des changements de l’attitude générale de la foliation principale (généralement S2) et l’orientation des traces de plans axiaux régionaux. Des zones présentent une déformation plus intense qu’ailleurs marquent localement les frontières des domaines. Elles sont toutefois discontinues et peu documentées. De ce fait, leurs particularités et leur origine ne sont pas discutées dans ce bulletin. 

Phase de déformation D2

La phase de déformation D2 est visible à l’échelle de l’affleurement. Elle affecte toutes les unités stratigraphiques mises en place avant ~1,2 Ga. La déformation D2 est donc particulièrement bien exprimée dans les complexes métasédimentaires de Barrois et de Wabash, dans le Complexe de La Bostonnais ainsi que dans les suites plutoniques de Pope, de Belley et de Bardeau. La déformation D2 a aussi marqué des unités intrusives comme les suites plutoniques de Thaddé, de Marianne, de Mimosa et de Rodez. 

Cette phase de déformation s’exprime par une foliation tectonique S2, développée dans des conditions métamorphiques de haute température. Cette foliation prend la forme d’un rubanement migmatitique, d’une gneissosité ou tout simplement d’une foliation diffuse soulignée par l’orientation préférentielle des minéraux ferromagnésiens comme la hornblende ou les pyroxènes. Son attitude est très variable d’un domaine à l’autre ou au sein même d’un domaine. Par exemple, dans le Domaine structural de Ministic, la foliation S2 est souvent orientée NE-SW, alors que dans le Domaine des Commissaires, elle est orientée ENE-WSW. Dans les domaines structuraux de Bouchette et de Sainte-Hedwidge, la foliation S2 est plutôt orientée NW-SE à N-S. Cependant, sa représentation en carte, en particulier sa trajectoire dessinée à partir des mesures de terrain et des linéaments géophysiques déduits de cartes à haute résolution du champ magnétique (Intissar et Benahmed, 2015), montre la présence de nombreux plis de style et d’orientation variés. Quoi qu’il en soit, à l’échelle de la région du lac des Commissaires, le pendage de la foliation S2 est souvent dirigé vers l’est, le NE ou le SE quand elle est orientée respectivement N-S, NW-SE et NE-SW. 

La fabrique S2 porte régulièrement une linéation minérale ou d’étirement L2 plus ou moins intense. Son attitude est très fluctuante à l’échelle régionale, en raison vraisemblablement du plissement polyphasé de la foliation qui la porte. Néanmoins, l’analyse statistique des mesures, dans les différents domaines structuraux, montre que le plongement de la linéation L2 est souvent dirigé à fort angle par rapport à la direction de l’azimut du plan porteur.

Phase de déformation D3

La phase de plissement D3 affecte principalement les domaines structuraux de Ministic, de Bouchette et de Sainte-Hedwidge. Elle se démarque par des traces de plans axiaux plus ou moins N-S, soulignant des plis serrés ou isoclinaux de longueur d’onde kilométrique et d’amplitude pouvant atteindre plusieurs dizaines de kilomètres.

Une foliation de plan axial S3 très diffuse à l’échelle de l’affleurement est généralement observée dans les régions de charnières de plis P3. Elle est soulignée par l’orientation préférentielle des feuillets de biotite, ainsi que par l’aplatissement plus ou moins marqué des grains de quartz dans les roches quartzofeldspathiques les plus déformées. En dehors des zones de charnières des plis P3, les foliations S2 et S3 sont presque toujours confondues. Pour cette raison, il est généralement difficile de distinguer les deux fabriques sur le terrain, d’où le nombre limité de plans S3 mesurés. Toutefois, le pendage communément dirigé vers l’est de la fabrique composite S2-S3 indique qu’à l’échelle du domaine, plusieurs plis P3 sont déversés vers l’ouest (voir la coupe).

Une linéation d’étirement L3, généralement à faible plongement, a été couramment mesurée sur les plans S3 ou les plans composites S2-S3, comme dans le cas du Domaine structural de Bouchette.

Phase de déformation D4

La phase de déformation D4 est reconnue dans tous les domaines structuraux situés à l’ouest de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales. Cependant, aucune fabrique planaire ou linéaire associée à cette phase de déformation n’a été reconnue sur le terrain. Malgré cela, cette phase de déformation est régionalement discernable par le plissement des traces de plans axiaux P3. Les plis P4 sont serrés à ouverts et, en dehors des grandes masses intrusives, possèdent une longueur d’onde de quelques kilomètres et une amplitude pouvant atteindre plusieurs dizaines de kilomètres. Les plans axiaux montrent une orientation assez régulière dans la direction ENE-WSW.

La présence de plis NE-SW le long de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales, orientée N-S, laisse supposer que le mouvement décrochant senestre de la structure est contemporain à la phase de déformation D4.

Métamorphisme

 

La carte métamorphique ci-contre résulte de la compilation des observations au microscope polarisant de 189 échantillons représentatifs des unités mésoprotérozoïques. Elle montre que pratiquement tous les échantillons sont caractérisés par des conditions métamorphiques de haute température et que ces conditions varient au sein même d’un domaine structural.

Métamorphisme régional de haute température

Dans les régions en dôme, comme celles où se répartissent les roches intrusives des suites plutoniques de Marianne, de Rodez, de Mimosa, de Bonhomme et de Léo, les assemblages minéralogiques sont généralement à quartz-feldspath-biotite-orthopyroxène ± clinopyroxène ± hornblende ± grenat. Les assemblages sont diagnostiques du faciès métamorphique des granulites. De plus, les roches quartzofeldspathiques déformées montrent des structures acquises à haute température. Leur granulométrie est moyenne à grossière et les bordures des grains sont habituellement arrondies, deux caractéristiques qui attestent d’un processus de recristallisation dynamique par le déplacement des joints de grains. Les grains de quartz à structure en échiquier sont aussi très répandus et témoignent d’une température de déformation de l’ordre de ≥600 °C (Blumenfeld et al., 1986 ; Gapais et Barbarin, 1986). D’autres intrusions en forme de cuvette, comme la Suite intrusive de Leda et la Mangérite de Lachance, ont enregistré des conditions métamorphiques typiques du faciès des granulites.

En dehors des secteurs discutés précédemment, l’information disponible ne permet pas de conclure que le métamorphisme régional a atteint le faciès des granulites. Les roches intrusives felsiques à intermédiaires montrent préférentiellement des assemblages minéralogiques à quartz-feldspath-biotite-hornblende ± épidote sans pyroxène. Parallèlement, les roches métasédimentaires du Complexe de Wabash présentent localement un assemblage à biotite-sillimanite-grenat typique de conditions métamorphiques du faciès supérieur des amphibolites.

À l’échelle de la région du lac des Commissaires, la distribution des faciès métamorphiques est grossièrement calquée sur la trajectoire de la foliation S2, ce qui permet de supposer que le métamorphisme régional est contemporain à la phase de déformation D2. Cette interprétation s’appuie aussi sur le fait que la foliation S2 est régulièrement marquée par une fabrique de haute température, telle que le rubanement migmatitique communément observé dans les complexes de Barrois et de Wabash.

Déformation cisaillante rétrograde

Les échantillons de roche les plus déformés de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales montrent des structures attestant de conditions métamorphiques rétrogrades. Par exemple, les roches quartzofeldspathiques mylonitisées de la Suite de Travers contiennent des porphyroclastes de feldspath de type « core and mantle ». En bordure des porphyroclastes, la recristallisation dynamique du quartz est dominée par la rotation des sous-grains. De telles structures attestent de températures de déformation comprises entre 400 et 500 °C (Passchier et Trouw, 2005), soit au faciès inférieur des amphibolites.

Par endroits, les conditions métamorphiques syndéformation indiquent un grade inférieur puisque les porphyroclastes de feldspath sont intensément fracturés. Certaines fractures découpent aussi la matrice quartzofeldspathique. De plus, des bandes décimétriques à métriques de roche cataclastique intensément chloritisée et hématitisée sont couramment observées sur toute la longueur de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales. Leur présence confirme le caractère rétrograde de la déformation au faciès des schistes verts, voire à des conditions de plus basse température.

Géologie économique

Neuf (9) zones favorables à l’exploration de substances minérales ont été reconnues dans la région. Elles se répartissent en quatre types de gîtes :

  • minéralisations magmatiques de fer-titane (± phosphate ± vanadium) associées à des roches intrusives mafiques et ultramafiques;
  • minéralisations en terres rares associées à des intrusions syénitiques de la Suite de Travers;
  • minéraux industriels tels que la sillimanite et le graphite dans des roches métasédimentaires du Complexe de Wabash;
  • minéralisations magmatiques de nickel-cuivre associées à une intrusion mafique.

Le tableau des zones minéralisées ci-dessous présente les résultats d’analyses pour les six (6) zones minéralisées connues dans le secteur, ainsi que celles qui ont été mises au jour dans le cadre de ces travaux de cartographie.
 

Zones minéralisées dans la région du lac des Commissaires
Nouvelles
NomTeneurs
Minéralisations de Ni-Cu magmatique associées aux roches mafiques-ultramafiques
Regard perduDyke ultramafique d’épaisseur métrique, contenant ~15 % de sulfures en grains millimétriques disséminés. Un échantillon a fourni 171 ppm Co (G); 1 050 ppm Cu (G); 154 000 ppm Fe (G); 1390 ppm Ni (G); 21 800 ppm Ti (G).
Minéralisations de zirconium
18-JG-6274Gabbronorite contenant près de 5 % d’oxydes (magnétite). Un échantillon (G) a fourni 3900 ppm Zr, 17,7 % Fe, 10 ppm Mo, 78,4 ppm Y et 314 ppm Zn.
Minéralisations de sillimanite
L’OursLa roche contient ~10 % de sillimanite, 10 % de porphyroblastes de grenat rose lilas et 10 % de biotite. Des traces de pyrrhotite et de graphite peuvent aussi être observées.
LionelUne altération métasomatique alumineuse est visible dans l’ensemble du paragneiss. Elle s’exprime par la surabondance du grenat, qui peut localement atteindre 30 à 40 %, ainsi que de la sillimanite, dont la concentration atteint par endroits 20 %. La sillimanite se présente sous la forme de petites baguettes prismatiques, millimétriques et de couleur miel. L’odeur soufrée du paragneiss en cassure fraîche indique aussi la présence de sulfures. Également, il y a présence de graphite en faible proportion.
Pierre architecturale
MimosaMangérite blanchâtre en surface altérée et vert-gris en surface fraîche. La roche est porphyrique à phénocristaux de feldspath potassique et de plagioclase. Au microscope, le feldspath potassique est perthitique et la mangérite présente de l’orthopyroxène, de la biotite, de la hornblende, de la magnétite, de la myrmékite dans le feldspath et des minéraux accessoires comme le zircon, la titanite, l’apatite et quelques minéraux opaques (pyrite).
Connues
NomTeneurs
Minéralisations associées aux pegmatites granitiques
Rivière Trenche Est1000 ppm Th (G)
Minéralisations de fer et titane dans des intrusions mafiques
Lac Touladi460 000 ppm Fe (A); 130 000 ppm Ti (A)
Projet EP481 500 ppm Fe (G); 21 800 ppm P (G); 144 700 ppm Ti (G); 1800 ppm V (G)
Lac HondoratMagnétite et ilménite disséminées atteignant 20 % dans de la gabbronorite; 300 000 ppm Fe (G)
Minéralisations de type indéterminé
Kennedy35 900 ppm Mo (G)
Lac des Commissaires

2,72 ppm Ag sur 1,7 m (D); 790 ppb Au sur 1,7 m (D); 33 ppm Mo (G); 4000 ppm Pb (G); 3820 ppm Zn (G)

Autres analyses sur échantillons minéralisés (G) : 4800 ppm Mo, 3810 ppm Zn, 1440 ppm Pb, 362 ppm Cu et 2,5 ppm Ag

Mine du lac BouchetteTeneurs : 99,80 % SiO2, 0,06 % Al2O3 et 0,03 % Fe2O3 (analyse moyenne du quartz purifié; Maurice, 1966). Le quartz filonien est blanc laiteux, massif et d’une grande pureté. Il contient souvent de petites géodes remplies de cristaux de quartz et présente par endroits de légères teintes rougeâtres dues à des traces d’hématite. La majeure partie du quartz est laiteux, mais on en trouve d’une teinte légèrement rosâtre. Les cavités, qui dépassent rarement 5 cm, sont bordées de cristaux de quartz transparent à laiteux dont certains atteignent 2 cm. Le quartz est couvert de taches d’hématite finement granulaire et de goethite terreuse brun sombre. Les cristaux de quartz ne peuvent être qualifiés de qualité gemme.
Silice de ChambordTeneurs : 99,2 % à 98,5 % SiO2 (G). QE-1 : 0,22 % Al2O3, 0,17 % CaO, 0,008 % TiO2 et 0,39 % FeO; QE-2 : 0,30 % Al2O3, 0,48 % CaO, 0,20 % TiO2 et 0,44 % FeO et QE-3 : 0,57 % Al2O3, 0,45 % CaO, 0,27 % TiO2 et 0,43 % FeO. Les teneurs en silice de Girard (1996; GM  54554) ont été obtenues en soustrayant les éléments majeurs (Al2O3, CaO, TiO2 et FeO) du total de l’analyse.
Pierre architecturale
Lac de la Bête 
Carrière Vert Printemps 
Carrière Marcelin Néron 
Lac Mirage 

(D) : forage au diamant; (G) : échantillon choisi; (A) : agglomération de plusieurs valeurs

Le tableau des analyses lithogéochimiques des métaux d’intérêt économique donne la localisation, la description et les résultats d’analyse pour 87 échantillons choisis dans le but d’évaluer le potentiel économique de la région.

 

ZONES FAVORABLES POUR LES MINÉRALISATIONS EN FE-TI ± P ± V ASSOCIÉES À LA GABBRONORITE DE CLAIRE, À LA SUITE PLUTONIQUE DE RODEZ ET À LA SUITE DE TRAVERS

Plusieurs intrusions mafiques et ultramafiques favorables à la prospection de zones minéralisées en oxydes de fer et de titane magmatiques ont été reconnues dans le secteur d’étude. Elles se répartissent en trois secteurs, du NW au SE : les zones favorables de Touladi, de Rodez et de Hondorat. Celles-ci sont associées à des unités stratigraphiques différentes.

Dans le feuillet 32A07, la zone favorable de Touladi regroupe des corps kilométriques de la Gabbronorite de Claire faisant intrusion le long de la bordure est de la Suite plutonique de Mimosa. La zone minéralisée du Lac Touladi montre un métagabbro, localement anorthositique, dans lequel on trouve des bandes ou des lentilles d’épaisseur centimétrique riches en magnétite, en ilménite et en hémo-ilménite disséminées ou massives. Ces bandes forment plusieurs zones hectométriques. Des échantillons issus de différents affleurements ont fourni des teneurs atteignant 46 % Fe et 13 % Ti (Grenier, 1959; Boulianne, 2003; Boily, 2010, 2014).

Au centre de la région cartographiée, la zone favorable de Rodez correspond à l’unité la plus mafique de la Suite plutonique de Rodez principalement composée de gabbronorite, de leuconorite et d’anorthosite, porphyriques à mégacristiques et peu ou pas déformées. La zone du Projet Ep, révélée par des travaux de prospection (Girard, 2017), présente des bandes ou des amas métriques de roches ultramafiques fortement enrichies en magnétite et en hémo-ilménite (>50 %) ainsi qu’en apatite (~15 %). Une analyse du Ministère a fourni des teneurs indicielles de 41,4 % Fe, 24,14 % TiO2 et 0,17 % V et une teneur anomale de 4,99 % P2O5. Des échantillons prélevés par la suite autour de cette zone ont donné des valeurs indicielles atteignant 45,46 % Fe, 12,3 % Ti et 0,18 % V (Girard, 2017; Pelletier, 2017). Ces résultats indiquent qu’il existe un potentiel pour d’autres minéralisations de Fe-Ti-P-V. À noter qu’un échantillon de gabbronorite contenant près de 5 % d’oxydes a fourni une teneur indicielle de 0,39 % Zr et une teneur significativement élevée de 17,7 % Fe.

Dans le coin SE du feuillet 32A01, la zone favorable de Hondorat est associée à de larges volumes de gabbronorite associés aux mangérites et aux syénites de la Suite de Travers. La gabbronorite contient 5 à 20 % d’oxydes de fer et de titane. Dans les années 60, la zone minéralisée du Lac Hondorat avait été mise au jour dans ce secteur à la suite de travaux géologiques (Benoit et Valiquette, 1971); on y avait décrit jusqu’à 20 % de magnétite-ilménite disséminées dans une gabbronorite. Toutefois, la localisation exacte de cette minéralisation n’a pu être identifiée. Un échantillon de gabbronorite prélevé au voisinage de la zone minéralisée a néanmoins fourni des teneurs anomales de 9,94 % Fe, 1,4 % Ti et 289 ppm V. Un autre échantillon collecté à ~2 km au nord de cette minéralisation présente des valeurs anomales de 10,4 % Fe, 1,13 % Ti et 331 ppm V.

Considérant l’abondance relative de gabbronorite dans la région, de futurs travaux d’exploration pourraient conduire à la découverte de nouvelles zones minéralisées.

 

ZONES FAVORABLES POUR LES MINÉRALISATIONS EN TERRES RARES ASSOCIÉES À DES INTRUSIONS SYÉNITIQUES DE LA SUITE DE TRAVERS

La Suite de Travers est majoritairement composée de gabbronorite et de mangérite. Cependant, elle montre localement la présence de syénite, en particulier au sud de la Mangérite de Lachance dans le feuillet 32A01. Ces intrusions sont généralement de petite taille et allongées parallèlement au grain structural moyen orienté N-S.

La petite zone favorable des Sectionnaires se localise dans la partie sud du feuillet 32A01. Elle se superpose à une mangérite grisâtre à grain moyen relativement homogène. Cette mangérite ne semble pas spécialement déformée. Elle contient de l’orthopyroxène, de la hornblende et de la magnétite. Un échantillon a retourné une teneur anomale en terres rares de 1145 ppm.

Au nord du feuillet 32A08, la zone favorable d’Équerre se superpose à une intrusion de syénite allongée N-S et, par le fait même, à une anomalie positive de la susceptibilité magnétique. En affleurement, la syénite est rose, à grain moyen et peu ou pas déformée. Un échantillon a retourné une teneur anomale en terres rares de 1048,79 ppm.

Bien qu’aucune zone minéralisée n’ait été découverte à ce jour, les anomalies en terres rares soulignent le potentiel économique des syénites de la Suite de Travers.

 

ZONES FAVORABLES POUR LES MINÉRAUX INDUSTRIELS TELS QUE LA SILLIMANITE ET LE GRAPHITE DANS LES ROCHES MÉTASÉDIMENTAIRES DU COMPLEXE DE WABASH

La région cartographiée présente une grande proportion de paragneiss dont certains sont très alumineux. L’action combinée d’un métamorphisme de haute température et de l’altération hydrothermale précoce a localement engendré d’importantes concentrations de sillimanite. Trois zones favorables à l’exploration de ce minéral industriel ont été identifiées et sont présentées ci-dessous.

Au NW du feuillet 32A01, la petite zone favorable de Lionel forme une lentille décamétrique à hoctamétrique de paragneiss migmatitisé du Complexe de Wabash (18-YD-2043) dans la Suite plutonique de Rodez. Une altération métasomatique alumineuse est visible dans l’ensemble du paragneiss. Elle s’exprime par une surabondance de grenat et de sillimanite (petits prismes millimétriques de couleur miel), dont les concentrations atteignent respectivement 40 % et 20 % de la roche. L’analyse d’un échantillon de paragneiss indique une teneur de 10,7 % Al2O3.

La zone favorable à l’Ours, située au centre du feuillet 32A01, est un secteur d’extension kilométrique où affleure le paragneiss du Complexe de Wabash. Des concentrations atteignant jusqu’à 10 % de sillimanite, 10 % de grenat et 10 % de biotite y ont été estimées. Des traces de pyrrhotite et de graphite peuvent aussi être observées. La sillimanite se présente en amas de fibres aciculaires submillimétriques. L’analyse d’un échantillon a retourné 16,2 % Al.

Dans la portion SW du feuillet 32A02, la grande zone favorable de Trenche comprend les unités du Complexe de Wabash longeant à l’est la Suite plutonique de Pope. Ici, les roches métasédimentaires peuvent localement contenir jusqu’à 10 % de graphite et 15 % de sillimanite. Le graphite se présente en amas de grains millimétriques, noirâtres et graisseux, ou en paillettes gris métallique disséminées. La sillimanite, moins abondante, se présente à la fois en prismes millimétriques automorphes de couleur miel et en amas blanchâtres de fibres submillimétriques.

 

ZONES FAVORABLES POUR LES MINÉRALISATIONS DE TYPE NI-CU MAGMATIQUE ASSOCIÉES À UNE INTRUSION MAFIQUE DE LA SUITE DE TRAVERS

Située dans la partie orientale du feuillet 32A01, la petite zone favorable Du Curé présente un potentiel pour les minéralisations magmatiques de type Ni-Cu. Elle comprend notamment un affleurement d’extension décamétrique de gabbronorite fortement rouillée (18-YD-2099) coupée par un réseau anastomosé de fractures millimétriques partiellement remplies de sulfures. Ces fractures montrent deux directions principales, soit 48° et 103°. Dans les zones moins fracturées, la diorite à hypersthène contient <1 % de sulfures disséminés (pyrite et pyrrhotite) en amas de grains millimétriques et subautomorphes. Certains amas montrent une zonation plus ou moins régulière où les grains de pyrrhotite sont bordés par la pyrite et la chalcopyrite. Les fractures des grains de pyrrhotite sont remplies de chalcopyrite.

 

AUTRES ZONES MINÉRALISÉES D’INTÉRÊT

En plus des neuf zones favorables décrites précedemment, la région cartographiée présente un intérêt pour d’autres substances minérales.

Dans le feuillet 32A01, la zone minéralisée du lac des Commissaires a été découverte en 1962 sur un affleurement d’amphibolite du Complexe de Wabash contenant des traces de cuivre, de nickel, de fer et de molybdène (Benoît et Valiquette, 1971). Dès 1978, plusieurs travaux de reconnaissance et des forages ont été réalisés à proximité du site. Des analyses de petites veines minéralisées interceptées dans deux forages ont permis d’obtenir des teneurs pouvant atteindre 0,79 g/t Au et 2,72 g/t Ag sur 1,7 m (Parent et Gaucher, 1981). Des analyses provenant d’échantillons minéralisés de surface ont fourni jusqu’à 4800 ppm Mo, 3810 ppm Zn, 1440 ppm Pb, 362 ppm Cu et 2,5 ppm Ag (Landry, 1983).

Près de la gare de Chambord ( feuillet 32A08), la minéralisation en molybdène de la zone de Kennedy a été découverte en 1915. Cette minéralisation est localisée dans un dyke de pegmatite métrique à faible distance du contact avec l’encaissant gneissique de la Suite de Travers. La teneur en molybdénite y a été évaluée à 6 % (Claims Kennedy, 1953).

La zone minéralisée de Rivière Trenche Est, dans le feuillet 32A07, présente des filons de pegmatite riches en thorite en intrusion dans un gabbro (Bray, 1960) de la Suite plutonique de Bardeau. L’analyse d’un échantillon a fourni plus de 0,1 % Th.

La région cartographiée présente une carrière et une zone minéralisée en quartz, appelées respectivement Mine du lac Bouchette et Silice de Chambord. Il s’agit de deux veines de quartz hectométriques localisées respectivement à l’ouest et au nord-est de la Mangérite de Lachance, dans la partie est du feuillet 32A08. Le quartz de la mine du lac Bouchette présente une teneur de 99,8 % SiO2 (Maurice, 1966) et son exploitation, de 1932 à 1974 a permis d’obtenir 62 000 t de silice métal (Lavergne, 1985). La zone Silice de Chambord n’a quant à elle jamais fait l’objet d’une exploitation, mais la teneur en SiO2 varie de 98,5 à 99,2 % (Girard, 1996).

La région est connue pour son potentiel pour la pierre de taille (Lac de la Bête, Carrière Vert Printemps, Carrière Marcelin Néron, Lac Mirage). Un nouveau site a été identifié lors de travaux de cartographie : le site de Mimosa est constitué d’une syénite de la Suite plutonique de Mimosa affleurant dans plusieurs secteurs accessibles par chemins forestiers. Le site montre une roche moins fracturée, mais une étude plus approfondie est nécessaire pour déterminer la qualité de la pierre et le volume exploitable.

Discussion et conclusion

La nouvelle carte géologique au 1/50 000 améliore significativement les descriptions stratigraphique, structurale et métallogénique de la région du lac des Commissaires, au SE du lac Saint-Jean. Pourtant, de nombreuses questions demeurent sans réponse, dont les plus déterminantes touchent à la stratigraphie régionale et à la géologie structurale.

D’un point de vue stratigraphique, les relations entre les complexes de roche intrusive réputés plus vieux que 1,3 Ga restent à élucider. Étant donné le peu d’informations géochronologiques disponibles, rien n’exclut effectivement que certaines de ces unités appartiennent à un même ensemble (voir le schéma stratigraphique). Également, la distribution des complexes de Wabash et de Barrois respecte la logique de levés géologiques antérieurs; or, nos observations pétrologiques ne permettent actuellement pas de différencier les deux unités. L’hypothèse selon laquelle les roches sédimentaires de ces complexes ont une origine commune ne peut donc être écartée. Enfin, la Suite de Travers possède une diversité de lithologies qui mène à s’interroger sur l’utilité de cette unité.

À l’échelle de travail, il a été impossible de régler certaines problématiques étant donné la complexité structurale de certaines entités. La Suite plutonique de Marianne montre, par exemple, un schéma magnétique et une trajectoire de la foliation S2 laissant supposer plus de deux phases de plissement. L’étude structurale détaillée de telles unités apporterait des informations supplémentaires à propos des phases de déformation ayant façonné le socle grenvillien dans la région. De même, une caractérisation structurale plus aboutie de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales, qui présente des déformations acquises dans un contexte métamorphique rétrograde, fournirait des renseignements additionnels sur les dernières phases de la déformation grenvillienne.

Les prochains levés géologiques du BCGQ vers le nord, dans les régions de Saint-Félicien et de Dolbeau-Mistassini, devraient malgré tout permettre de compléter les connaissances obtenues à l’issue de nos travaux. Ils pourraient même procurer des éléments de réponse à certaines questions posées ci-dessus. Parallèlement, les analyses géochronologiques (en cours d’acquisition) d’un certain nombre d’échantillons représentatifs d’unités de la région du lac des Commissaires permettront, sans aucun doute, de raffiner la stratigraphie régionale.

 

 

Collaborateurs
Collaborateurs
Auteurs

Abdelali Moukhsil, géo., Ph. D. Abdelali.Moukhsil@mern.gouv.qc.ca

Yannick Daoudene, géo., Ph. D. Yannick.Daoudene@mern.gouv.qc.ca

GéochimieFabien Solgadi, géo., Ph. D.
GéophysiqueSiham Benahmed, géo. stag., M. Sc.
Rachid Intissar, géo., M. Sc.
Évaluation de potentielHanafi Hammouche, géo., M. Sc.
GéomatiqueKarine Allard
Kathleen O’Brien
Conformité du gabarit et du contenuFrançois Leclerc, géo., Ph. D.
Accompagnement/mentorat et lecture critique

Fabien Solgadi, géo., Ph. D.

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 Marc-Antoine Vanier, ingénieur, Marc-André Pelletier, géologue stagiaire, Christopher Lambert et Francis Talla Takam, géologues, les aides-géologues Émilie Charbonneau, Philippe Delobel, Christophe Ménard, AnnaTo ainsi que le technicien Alexandre Lacasse. Sans oublier, les super-juniors Jocelyn Gremmel et Antoine Prost qui ont fourni un excellent travail. Les discussions avec Kostas Papapavlou (géochronologue), Christian Dupuis (géophysicien, Université Laval) et Rachid Intissar ont été très profitables. Nous sommes très reconnaissants envers Karine Allard pour sa solide contribution à la réalisation de nos cartes géologiques. Nous sommes également reconnaissants envers tout le personnel de l’Hermitage Saint-Antoine pour l’excellent service offert durant tout l’été. Le transport aérien sur le terrain a été assuré par la compagnie Héli-Inter qui a accompli un travail efficace et professionnel.

Références

Publications accessibles dans Sigéom Examine

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21 juin 2019