Géologie de la région du lac Parent, Orogène de l’Ungava, Nunavik, Québec, Canada

L’Essentiel

Le levé géologique de l’été 2019 dans la région du lac Parent constitue la deuxième année d’un programme de cartographie à l’échelle 1/50 000 du Domaine Nord de la Fosse de l’Ungava, dans la Province de Churchill, au Nunavik. La carte couvre le feuillet SNRC 35G11, le quadrant SW du feuillet 35G14 et une petite portion du quadrant NW du feuillet 35G06. Le Domaine Nord est délimité au nord par l’Arc de Narsajuaq et le Complexe de Kovik, et au sud par le Domaine Sud de la Fosse de l’Ungava.

La partie sud de la région est essentiellement composée d’unité volcano-sédimentaires et la partie nord montre une prédominance d’unités intrusives intermédiaires à mafiques.

La partie sud comprend, du sud vers le nord : 1) les basaltes tholéiitiques du Groupe de Chukotat; 2) les conglomérats polygéniques et les arénites de la Formation d’Hubert, qui reposent en discordance angulaire sur le Groupe de Chukotat; et, 3) les roches volcaniques basaltiques à dacitiques du Groupe de Parent, avec au moins quatre niveaux exhalatifs et sédimentaires. Les sous-unités du Groupe de Parent ont été déterminées à partir des caractéristiques structurales et des signatures géochimiques. La Faille de Qiqavik, orientée E-W et d’épaisseur kilométrique, coupe les unités volcano-sédimentaires et des intrusions ultramafiques à felsiques. Cette faille représente un site potentiel pour des minéralisations aurifères associées à une carbonatation généralisée.

La partie nord renferme principalement des intrusions hétérogènes et recristallisées de composition intermédiaire à mafique et des roches métasédimentaires turbiditiques. Le secteur NW est séparé par la Zone de déformation d’Ammaluttuq, d’orientation SW-NE. Le toit de cette zone renferme des roches de grade métamorphique plus élevé, ainsi que des amphibolites d’affinité géochimique comparable à l’une des sous-unités de Groupe de Parent.

Méthode de travail

Déploiement d’un laboratoire de terrain

La région du lac Parent a été ciblée pour tester de nouveaux protocoles et méthodes d’acquisition de données, prenant la forme d’un prototype de laboratoire de terrain. La prise de mesures sur les échantillons de roche a été effectuée en continu durant le programme de cartographie géologique. Les mesures incluaient la densité, la susceptibilité magnétique, la photographie systématique des échantillons ainsi que l’analyse chimique par analyseur à fluorescence à rayons X portatif (pXRF). Deux étudiants réalisaient la prise de mesures effectuées sur la majorité des lithologies principales observées en affleurement et sur certaines lithologies secondaires jugées importantes, telles que les lithologies d’origine volcanique.

Les mesures de propriétés physiques ont été soumises aux protocoles établis par Christian Dupuis (Université Laval), en particulier les mesures de susceptibilité magnétique et de densité (adaptées aux conditions de terrain). Les données pXRF ont fait l’objet d’un protocole d’acquisition et d’une calibration implémentés dans le cadre d’un projet universitaire en cours (Ross, 2019). Le rapport final de ce projet pilote, actuellement en cours de rédaction, sera diffusé sur Examine. L’appareil consiste en un analyseur Delta Innov-X d’Olympus. Les données finales ont été corrigées par corrélation avec des analyses lithogéochimiques effectuées en 2018 lors de la calibration de l’appareil. L’intégration des données au cours des travaux de cartographie a permis de proposer in situ une stratigraphie préliminaire du Groupe de Parent, en plus de détecter certaines altérations cryptiques.

Travaux antérieurs

Le tableau ci-dessous présente une liste des travaux réalisés dans le secteur à l’étude depuis 1883. Il inclut aussi les références citées dans le rapport. Une liste des travaux peut être trouvée dans la base de données documentaires EXAMINE.

Lithostratigraphie

La région d’étude est localisée dans le sud de la partie centrale du Domaine Nord, ce dernier étant situé au centre de l’Orogène de l’Ungava. De grandes failles de chevauchement juxtaposent le Domaine Nord et les domaines de Narsajuaq et de Kovik, au nord, et la Ceinture de Cape Smith (ou Domaine Sud), au sud. La Faille de Bergeron sépare les domaines Nord et Sud.

Les schémas ci-dessous présente les unités constituantes des principales subdivisions tectonostratigraphiques de la région tout en tenant compte des relations observées sur le terrain, de leur distribution géographique et de leur dimension relative. La position des sites d’observation de polarité stratigraphique fiable y est aussi représentée.

Domaine Sud

Dans la région cartographiée, le Groupe de Chukotat (Bergeron, 1959, Francis et Hynes, 1979; Roy, 1984) est formé à la base de basalte à phénocristaux d’olivine (pPch1) surmonté stratigraphiquement au nord par du basalte à phénocristaux de pyroxène (pPch2). Le Groupe de Chukotat marquerait la transition d’un rift continental (Groupe de Povungnituk) à un rift océanique (Hegner et Bevier, 1991). La morphologie des coussins indique systématiquement une polarité normale vers le nord. Des niveaux de basalte, rapportés initialement par Giovenazzo (1989), ont été cartographiés en 2019 à proximité des roches sédimentaires de la Formation d’Hubert. Ces basaltes ont été soumis à une altération de faible température en hématite, épidote et chlorite (pPch6b). Un lit de mudrock sulfuré est marqué par une forte signature magnétique à ~4 km au sud de la Faille de Bergeron (Giovenazzo et al., 1995).

La Suite du Lac Esker (Bédard et al., 1984; Picard et al., 1995) est constituée de filons-couches mafiques à ultramafiques, lesquels sont cogénétiques aux roches volcaniques coussinées du Groupe de Chukotat, et représentant leurs conduits nourriciers.

La Formation d’Hubert (pPhbt) est une nouvelle unité de conglomérat polygénique et de grès rouge reposant en discordance angulaire sur les niveaux de basalte à pyroxène du Groupe de Chukotat. L’échantillon 19-GL-2108-A a été daté à 1862 +/- 5 Ma (Davis, en préparation). Celui-ci renferme des populations de zircons datés à 2000 Ma, 2100 Ma, de 2300 Ma à 2550 Ma ainsi que de 2700 Ma à 3260 Ma.

Domaine Nord

Secteur sud

Roches volcano-sédimentaires

Le Groupe de Parent (Lamothe, 1994) affleure dans la partie méridionale du secteur cartographié. Il est principalement composé de roches volcaniques extrusives et de volcanoclastites basaltiques ainsi que de niveaux d’andésite et de dacite en moindre proportion. Les lithologies basaltiques sont divisées en six groupes lithogéochimiques. Ces divisions sont basées sur des caractéristiques structurales (porphyrique et aphyrique) et sur des signatures géochimiques distinctes incluant notamment les affinités magmatiques et les patrons multi élémentaires. Ces unités se répètent à plusieurs reprises dans la séquence et alternent d’une affinité géochimique tholéiitique à transitionnelle et transitionnelle à calco-alcaline. Ces répétitions peuvent être en partie expliquées par le jeu des quatre principales failles de chevauchement présentes dans la partie sud du secteur, ou par l’existence de plusieurs centres éruptifs contemporains à leur mise en place. Les polarités, mesurées sur les coussins et dans les tufs granoclassés, sont normales et orientées vers le nord ou le NW. Des niveaux repères de mudrock à pyrrhotite et de formation de fer sont présents à quatre niveaux distincts dans la séquence. Ils sont identifiables par de fortes anomalies positives sur les levés géophysiques magnétique et électromagnétique.

Roches intrusives

La Suite de Sanimuapik (pPsak) désigne une nouvelle unité de tonalite à quartz bleuté s’injectant dans les roches volcaniques du Groupe de Parent. Elle a été datée à 1898 Ma (Parrish, 1989) et à 1894 +/- 5 Ma (Davis, en préparation).

La Suite d’Iqiat (pPiqa) est introduite pour regrouper les intrusions de gabbro et de diorite hétérogènes se mettant en place dans les roches volcaniques du Groupe de Parent. Cette unité coupe la Suite de Sanimuapik.

Secteur nord

Roches métamorphiques

La Suite de Foucault (pPfoc) est introduite pour regrouper les unités de gabbro et de diorite rubanés et recristallisés du secteur NW de la carte. Le protolite de ces roches est inconnu. L’affinité géochimique transitionnelle à calco-alcaline de la sous-unité à phénocristaux de hornblende (pPfoc2) est similaire à celle des roches volcaniques à phénocristaux de hornblende et de plagioclase du Groupe de Parent (pPpa10c). L’échantillon 19-GM-5107-A a été daté 1854 +/- 3 Ma (Davis, en préparation).

Le Complexe de Qaaneq (pPqaa) est composé d’une séquence de métawacke et de niveaux de méta-arénite. La composition de cette unité est interprétée comme une séquence turbiditique métamorphisée issue de l’érosion de roches mafiques. Ce complexe est en contact faillé avec les gabbros de la Suite de Qikirtalialuk (pPqka), ainsi qu’avec d’autres unités plutoniques mafiques dans le secteur centre-nord de la région d’étude.

Roches intrusives

La Suite de Qikirtalialuk (pPqka) est une nouvelle suite constituée de gabbro hétérogène, localement lité, affleurant dans le secteur NE de la région cartographiée. Cette suite est en contact intrusif avec les roches volcaniques du Groupe de Parent et, possiblement, avec le Complexe métasédimentaire de Qaaneq. Le Complexe de Qiirtalialuk est coupé par les roches de la Suite de Foucault. La reconnaissance des intrusions de la Suite de Qikirtalialuk dans la partie NW de la région d’étude a été possible grâce à l’analyse des données géochimiques. Un échantillon de gabbro très grossier (19-GM-5201-A) a été daté à 1899 +/- 3 Ma (Davis, en préparation).

La Suite de Vanasse (pPvas) est une nouvelle unité composée de gabbro et de gabbronorite assez homogène et peu déformée. Cette suite est d’affinité géochimique tholéiitique et coupe toutes les unités environnantes, à l’exception de la diorite quartzifère mouchetée de la Suite de Niviugak (pPnvk). Cette unité se distingue des roches intrusives de la Suite de Vanasse de par son affinité calco-alcaline caractéristique. La Suite de Niviugak coupe également les suites de Foucault et de Qikirtalialuk.

Le Granite de Qikirtaliapik (pPqkp) est un nouveau lithodème constitué de granite blanc à grenat qui s’injecte dans les gabbros de la Suite de Qikirtalialuk. Située à la limite nord de la carte, une tonalite datée à 1870 Ma (Parrish, 1989) pourrait faire partie de cette unité. 

La Suite de Sirluaq (pPsrq) est une nouvelle unité de gabbro et de gabbronorite massifs formant de petits plutons dans la partie ouest de la région cartographiée. Elle coupe les suites de Foucault et de Qikirtalialuk.

Lithogéochimie

La lithogéochimie des unités de la région du lac Parent est présentée séparément sous forme de tableaux.

Géologie structurale

La cartographie géologique et l’analyse des données structurales recueillies sur le territoire du lac Parent à l’été 2019 ont permis d’identifier des fabriques primaires, deux phases de déformation et six domaines structuraux.

La déformation D₁ est responsable de la formation de plis P₁ de plans axiaux déversés vers le SSE, d’orientation ENE-WSW, puis de failles de chevauchement F₁ de même orientation et à vergence SSE. La phase D₁ affecte toute la région à l’exception du secteur NW. Ce secteur est affecté par une phase de déformation distincte, la phase D₂ associée au chevauchement vers le SE d’unités plutoniques sur les roches volcano-sédimentaires du Groupe de Parent. Des fabriques planaires et linéaires sont associées à chacune des deux phases. Les domaines constituent des ensembles structuraux cohérents, en considérant à la fois leurs particularités structurales et lithostratigraphiques. On utilise la numérotation suivante pour désigner les domaines de Chukotat (I), de Qitequt (II), de Parent (III), d’Amiq (IV), de Qikirtalialuk (V) et de Vanasse (VI).

Domaine structural de Chukotat (I)

Le Domaine de Chukotat correspond au domaine lithotectonique du Domaine Sud de l’Orogène de l’Ungava. Il constitue un bloc homogène avec très peu de variations lithologiques, largement dominé par des séquences de basaltes coussinés et des filons-couches mafiques. Les structures primaires d’origine volcanique, tels les pédoncules de coussins et les chambres de quartz, sont bien préservées. Celles-ci permettent de déterminer une polarité stratigraphique normale vers 341°. On ne reconnaît qu’une seule phase de déformation D₁, très faible, dans le Domaine de Chukotat. Des coussins aplatis ont été observés et, localement, une schistosité S₁ moyenne à N252°/65°, subparallèle au litage S₀ à 251°/56°. D’après les résultats des travaux antérieurs, le Domaine de Chukotat est coupé par une génération de failles de chevauchement F₁. La Faille de Bergeron marque la limite nord du domaine et correspond au contact entre les groupes de Chukotat et de Parent. En affleurement, on observe des linéations minérales L₁ en aval-pendage, localement subhorizontales, ainsi que des fabriques C/S, de petits corridors bréchifiés et une hématitisation généralisée des roches de certaines parties du mur de faille. Son jeu est interprété comme étant en chevauchement inverse avec une composante mineure en décrochement senestre. On retrouve un niveau préservé de conglomérat et de lits d’arénite rouge stratifiés appartenant à la Formation d’Hubert (pPhbt), lequel est déposé en discordance angulaire sur les basaltes du Groupe de Chukotat. Ces roches sont coupées au nord par la Faille de Bergeron et, à l’ouest, par un linéament géophysique NW-SE interprété comme une faille ou une flexure précoce coupée par des failles F_1.

Domaine structural de Qitequt (II)

Le Domaine de Qitequt est situé dans l’extrême sud du Groupe de Parent. Il chevauche le Domaine de Chukotat le long de la Faille de Bergeron; au nord, il est chevauché par le Domaine de Parent (III) le long de la Faille de Mivvik. Il est essentiellement composé de roches volcaniques extrusives et pyroclastiques, tout en exhibant plusieurs structures volcaniques primaires préservées dans la partie NW du domaine. Les pédoncules de coussins basaltiques, ainsi que des lits obliques et des granoclassements dans le tuf à cendres permettent de déterminer des polarités stratigraphiques d’orientation NNW dans cette partie du domaine. La séquence volcanique renferme deux niveaux de mudrock à pyrrhotite (pPpa14), dont les extensions latérales ont été reconnues sur les cartes aéromagnétiques et électromagnétiques (Fiset, 2004). Ces niveaux constituent des niveaux repères permettant de distinguer le pli de Qitequt, une structure isoclinale formée de deux charnières à faibles plongées vers l’ouest, occupant tout le domaine. La géométrie de la charnière ouest de ce pli a été déterminée à partir des mesures de polarité stratigraphique et celle de la charnière est, par extrapolation des mesures obtenues et en poursuivant les niveaux repères de mudrock en carte. Le pli est formé d’une charnière synforme synclinale plongeant vers l’WSW dans la partie est du domaine et d’une charnière antiforme anticlinale plongeant vers l’WSW dans la partie ouest. Une fabrique S₁ identifiée comme une schistosité de plan axial coupe le litage des tufs dans la charnière ouest. Cette schistosité est transposée à la stratification sur les flancs du pli formant une fabrique composite S₀-S₁. L’attitude de cette fabrique sur chacun des flancs du pli indique le déversement de la structure de Qitequt vers le SSE. Les cartes aéromagnétiques (Intissar et al., 2014) montrent que les crêtes de plus forte susceptibilité magnétique représentent les contrastes lithologiques et, par extension, la fabrique composite S₀-S₁, tronqués par les failles de chevauchement de Bergeron et de Mivvik. Les affleurements à proximité de la Faille de Mivvik présentent des microstructures telles que des sigmoïdes et des bandes de cisaillement indiquant une composante de décrochement dextre. Sur les cartes aéromagnétiques, les troncatures des crêtes d’anomalies positives permettent de reconnaître le recoupement des contacts lithologiques par la Faille de Mivvik, ainsi que les plis P₁ et la schistosité S₁ et le flanc nord du pli de Qitequt.

Domaine structural de Parent (III)

Le Domaine de Parent regroupe des terrains volcano-sédimentaires appartenant au Groupe de Parent (pPpa) qui sont coupés par des intrusions des suites de Sanimuapik (pPsak) et d’Iqiat (pPiqa). Ce domaine chevauche au sud le Domaine de Qitequt (II), le long des failles de Mivvik et d’Esker; au nord, il est chevauché par le Domaine d’Amiq (IV), le long de la Faille de Belleau. Les trois failles sont à vergence SE à SSE. Le Domaine de Parent est affecté par la phase de déformation D₁, exprimée par une schistosité S₁ mesurée sur presque tous les affleurements de roche volcano-sédimentaire, et traduite par une foliation de même génération dans les unités intrusives. La projection stéréographique des mesures de la S₁ révèle une attitude moyenne de 272°/53°. Un axe de pli moyen de 277°/30° est obtenu à partir du pôle d’un grand cercle reliant les pôles des mesures de la S₁. L’attitude de cet axe est cohérente avec celle orientée à 276°/29° obtenue dans le Domaine de Qitequt (II). Par contre, aucune charnière de pli à l’échelle cartographique n’a été reconnue dans le Domaine de Parent. Les unités volcaniques et intrusives sont traversées par la Faille de chevauchement de Qiqaviq au cœur du domaine. Tout comme les autres failles de chevauchement de la demi-sud de la région cartographiée, la Faille de Qiqaviq a été identifiée à partir des mesures de linéations d’étirement minéral L₁ d’aval-pendage de la S₁, l’augmentation locale du taux de déformation des roches jusqu’à un débit ardoisier, de la présence d’une ankéritisation généralisée et par l’apparition d’essaims de veines de quartz. La Faille de Qiqaviq s’est mise en place au milieu d’une répétition symétrique des unités pPpa10c et pPpa12. Cette géométrie laisse supposer le retranchement d’une possible charnière de pli synclinal causé par le jeu chevauchant de la Faille de Qiqaviq. Le cœur du pli serait occupé par les intrusions de tonalite (pPsak) et de gabbro (pPiqa). Sur le terrain, les failles F₁ d’Esker et de Qiqaviq sont identifiées par le débit ardoisier des roches localement observé dans le toit des failles. Celui-ci s’intensifie progressivement à l’approche du cœur de la structure. De plus, la présence d’une linéation minérale L₁ aval-pendage du plan S₁ dans les zones très déformées indique un mouvement chevauchant inverse à vergence SSE.

Domaine structural d’Amiq (IV)

Le Domaine structural d’Amiq occupe la partie centre-nord de la région. Son cortège lithologique comprend notamment les unités de la partie nord du Groupe de Parent (pPpa) et les roches métasédimentaires du Complexe de Qaaneq (pPqaa). Ce domaine chevauche au sud le Domaine structural de Parent (III), le long de la Faille de Belleau; il est chevauché au NW par le Domaine de Vanasse (VI), le long de la Zone de déformation d’Ammaluttuq. Les roches sont marquées par une schistosité ou une foliation S₁ pénétrative. La projection des mesures stéréogramme montre une orientation variable de la S₁ et un pendage moyen généralement faible de 163°/17°. Cette mesure contraste avec la schistosité d’attitude constante estimée à 268°/56° pour l’ensemble des domaines structuraux de Parent (III), de Qitequt (II) et de Chukotat (I), plus au sud. Les variations d’attitude de la S₁ sur le stéréogramme et la carte géologique témoignent des complexités structurales propres aux différents secteurs du domaine. Localement, on observe des contacts lithologiques entre les métawackes et des niveaux arénitiques dans le Complexe de Qaaneq (pPqaa). Ce litage S₀ est transposé à la schistosité S₁, formant une fabrique composite S₀-S₁. Aucune fabrique ne coupe la S₁ ou la fabrique composite S₀-S₁. La S₁ est interprétée comme une schistosité de plan axial dans les unités volcaniques de la partie sud du domaine. Les répétitions lithologiques permettent de reconnaître une charnière anticlinale antiforme d’un pli P₁ isoclinal et déversé vers le SSE, soit une géométrie similaire à celle du pli de Qitequt (II). L’extrémité ouest de cette trace axiale est reprise par un pli issu d’une phase de déformation ultérieure D₂, laquelle est associée au chevauchement du Domaine de Vanasse (VI) sur celui d’Amiq. Ce pli P₂ se définit comme une structure synclinale synforme ouverte, légèrement déjetée vers le SE et d’axe faiblement plongeant vers le NE. Les plis de la partie nord du domaine sont de plus grande amplitude, davantage droits, ouverts et à traces axiales NW-SE à WNW-ESE. Cette géométrie est attribuée aux faibles pendages de la schistosité S₁ et de la fabrique composite S₀-S₁ dans le secteur. Le Domaine d’Amiq se distingue également des domaines I, II et III par l’omniprésence de linéations minérales L₁ dont l’attitude moyenne est de 265°/41°. Cette fabrique passe progressivement d’une direction NW-SE dans la partie ouest du domaine à une direction SW dans la partie est. Cette trajectoire est cohérente avec la courbure des traces axiales des plis P₁ dans le secteur et celle de la faille de chevauchement plissée en une synforme sous le Complexe de Qaaneq. Cette structure locale en bassin laisse supposer l’existence d’un épisode de plissement ondulant tardif E-W de très grande amplitude, tel qu’interprété dans la région du lac Watts (Mathieu et Beaudette, 2019).

Domaine structural de Qikirtalialuk (V)

Le Domaine structural de Qikirtalialuk est situé dans la partie NE de la région cartographiée, en contact intrusif avec Domaine structural d’Amiq (IV). Il se compose essentiellement de gabbro et de roche ultramafique de la Suite de Qikirtalialuk (pPqka). Résistant à la déformation, il constitue un bloc isotrope et rigide qui n’est coupé par aucune faille de chevauchement ou zone de cisaillement. Des structures primaires sont localement observées, telles que du litage compositionnel d’origine magmatique et des niveaux à cumulats. Certains affleurements sont marqués par une foliation S₁, définie par l’orientation préférentielle des cristaux de hornblende et de plagioclase. En projection stéréographique, les mesures sont globalement distribuées sur un grand cercle moyen de 311°/12°. On distingue deux groupes avec une majorité de plans de direction NW et d’autres de direction SE, indiquant la présence potentielle de plis à traces axiales NW-SE. Certains affleurements de la moitié ouest du domaine sont marqués par une linéation minérale L₁ d’attitude moyenne de 307°/48. En carte, les orientations de cette linéation sont cohérentes avec celles de la partie NE du Domaine mitoyen d’Amiq (IV), indiquant une certaine continuité du grain structural entre les deux domaines.

Domaine structural de Vanasse (VI)

Le Domaine structural de Vanasse constitue un vaste ensemble d’unités plutoniques et métamorphiques localisé dans la partie NW de la région cartographiée. Le domaine chevauche ceux de Parent (III) et d’Amiq (IV), le long la Zone de déformation d’Ammaluttuq. Le chevauchement est associé à la phase de déformation D₂. Cette phase de déformation s’individualise de la phase D₁, notamment d’après l’évidence de recoupement du grain aéromagnétique régional par celui du Domaine de Vanasse. La transition est également marquée par le passage soudain du cortège d’unités plutoniques de la Suite de Vanasse, dont certaines sont granoblastiques et gneissiques (Suite de Foucault), aux schistes volcano-sédimentaires des domaines de Parent et d’Amiq.

Les unités du Domaine de Vanasse sont affectées par une foliation S₂ d’attitude moyenne à 212°/15, associée à un raccourcissement NW-SE. Quelques rares charnières de plis P₂ d’orientation NE-SW ont été interprétées, incluant une structure synclinale synforme à très faible plongée vers le NE dans la partie nord du Groupe de Parent, dans le mur du front de chevauchement. Ce front est matérialisé par une zone de déformation NE-SW de puissance kilométrique, délimitée au SE par la faille d’Ammaluttuq et au NW par la faille de Perrault. Leurs cinématiques respectives ont été déterminées à partir des fabriques C/S et du sens de rotation des porphyroblastes de grenat observés dans les zones mylonitiques, ainsi que par l’attitude de deux familles de linéations minérales L_2. Le tracé de la Faille d’Ammaluttuq est établi à partir des troncatures de crêtes anomales sur la carte aéromagnétique. Quelques affleurements exhibent une linéation subhorizontale indiquant un mouvement en décrochement senestre et quelques rares fabriques en aval-pendage de la S₂ témoignant d’un chevauchement inverse. Les indicateurs cinématiques et les linéations associées à la Faille de Perrault révèlent pour leur part une seule composante de mouvement en décrochement dextre. Sur les cartes aéromagnétiques, la Faille de Perrault coupe le grain structural du secteur, représentant la foliation régionale S₂. La phase de chevauchement et de raccourcissement est donc antérieure à l’épisode en décrochement.

Métamorphisme

Le contexte métamorphique de la région du lac Parent a été défini à partir des observations de terrain réalisées à l’été 2019 et d’échantillons étudiés en microscopie. Le gradient métamorphique augmente progressivement du sud vers le nord. La région se subdivise en deux domaines métamorphiques délimités dans la partie centrale de la région par l’isograde du grenat d’orientation ESE-WNW. Cet isograde a d’abord été défini par Hervet (1984), puis retracé au sein du Domaine structural d’Amiq à partir des données de terrain de l’été 2019. La moitié sud de la région évolue du faciès inférieur des schistes verts au faciès supérieur des schistes verts. La moitié nord est métamorphisée du faciès supérieur des schistes verts au faciès moyen des amphibolites.

Partie sud de la région du lac Parent

La partie sud de la région est essentiellement constituée de roches volcaniques mafiques des groupes de Chukotat (pPch) et de Parent (pPpa). Bien que l’on observe une grande diversité de lithologies et de structures, les assemblages minéralogiques varient très peu. Globalement, l’assemblage est constitué d’actinote-plagioclase-épidote ± chlorite ± carbonate ± quartz, caractéristique du faciès inférieur des schistes verts. L’épidote remplace partiellement à totalement le plagioclase. Les cristaux d’actinote et les amas de chlorite sont alignés dans le plan de la schistosité principale. Quant aux roches volcaniques porphyriques, les phénocristaux de pyroxène sont remplacés par des amphiboles et l’épidote, et les phénocristaux d’olivine par la serpentine et le carbonate. Les minéraux primaires sont reconnus dans les cœurs partiellement préservés de certains phénocristaux.

Gélinas (1961) mentionne que les phyllades du Groupe de Spartan dans la partie est du Domaine Nord (feuillet 35G16) sont composées de muscovite et de traces de biotite. L’apparition de la biotite indique un métamorphisme prograde au faciès supérieur des schistes verts. Le Groupe de Spartan n’affleure pas dans la région du lac Parent. L’unité passe latéralement à des unités volcaniques composées de chlorite et non de biotite. L’isograde de la biotite n’est donc pas reconnu dans la région.

Partie nord de la région du lac Parent

La partie de nord de la région est surtout composée d’unités de gabbro à plagioclase-hornblende ± grenat, un assemblage caractéristique du faciès des amphibolites. Le grenat forme des porphyroblastes subautomorphes coupant la foliation principale, dont certains présentent une légère rotation, témoignant d’une cristallisation tardicinématique. Ces roches sont associées aux roches métasédimentaires du Complexe de Qaaneq. Elles comprennent un assemblage à plagioclase-quartz-amphibole-grenat-biotite-muscovite caractéristique du faciès moyen des amphibolites (St-Onge et Lucas, 1993). Le staurotide a été observé dans un seul échantillon, ce qui appuie cette hypothèse. Les conditions de cristallisation de la muscovite et l’absence de sillimanite indiquent des températures inférieures à 500 °C.

Les roches du toit de la Zone de déformation d’Ammaluttuq (Domaine structural de Vanasse), notamment celles de la Suite de Foucault, sont rubanées, granoblastiques et localement gneissiques. Leurs assemblages à plagioclase-hornblende ± grenat ± quartz ne permettent pas de définir les conditions de pression et de température de formation. En microscopie, l’extinction en échiquier et la migration des bordures de cristaux de quartz et de plagioclase observées dans certains échantillons indiquent des conditions métamorphiques du faciès des amphibolites. Certains faciès de la Suite de Foucault contiennent des rubans quartzofeldspathiques évoquant du mobilisat migmatitique. Dans la partie NW de la région, l’orthopyroxène visible dans la gabbronorite des suites de Vanasse (pPvas), de Niviugak (pPnvk) et de Sirluaq (pPsrq) est interprété comme étant d’origine primaire, ce qui exclut l’hypothèse d’un remplacement postmagmatique au faciès des granulites.

Métamorphisme rétrograde

La structure coronitique des porphyroblastes de grenat et le remplacement de la hornblende par des amas d’actinote coupant la foliation laissent supposer un épisode de métamorphisme rétrograde postcinématique dans la partie nord de la région. Le grenat est soit partiellement à complètement remplacé par la chlorite, soit arborant des couronnes d’épidote-quartz ± chlorite, notamment dans les niveaux de gabbro de la Suite de Qikirtalialuk (pPqka). On note également la présence de couronnes de plagioclase autour des grenats dans les roches rubanées de la Suite de Foucault (pPfoc), ce qui témoigne d’une baisse de pression lithostatique dans le toit de la Zone de chevauchement d’Ammaluttuq.

Dans la partie sud de la région, le mur de la Faille de Bergeron comprend des roches cataclastiques et des zones empreintes d’une hématitisation généralisée. L’activité métasomatique s’exprime également par l’ankéritisation présente le long des failles de Mivvik et de Qiqaviq. Ces observations confirment le caractère rétrograde de la déformation au faciès des schistes verts, voire à des conditions de plus basse température.

Géologie économique

La région du lac Parent présente des zones favorables pour six types de minéralisation :

• minéralisation de cuivre natif au niveau de la discordance d’Hubert-Chukotat;

• minéralisation aurifère filonienne liée à une altération en ankérite et teneurs anomales en arsenic associées aux zones de déformation internes et périphériques des gabbros de la Suite de Qikirtalialuk;

• minéralisation de Cu-Au-Ag associée à des veines de quartz;

• minéralisation en Au ± Ag ± Cu ± Zn associée à des zones de cisaillement et à des roches intrusives syncinématiques intermédiaires à felsiques dans le Groupe de Parent;

• minéralisation de sulfures exhalatifs dans le Groupe de Parent;

• minéralisation magmatique et hydrothermale de Cu-Ni-EGP dans le Groupe de Chukotat;

Le tableau des zones minéralisées ci-dessous présente les résultats d’analyses pour les 12 zones minéralisées connues dans le secteur, incluant une nouvelle minéralisation découverte dans le cadre de nos travaux.

Le tableau des analyses lithogéochimiques des métaux d’intérêt économique donne la localisation, la description et les résultats d’analyse pour 238 échantillons choisis dans le but d’évaluer le potentiel économique de la région.

Minéralisations connues dans la région d’étude

Minéralisations magmatiques et hydrothermales de Cu-Ni-EGP dans le Groupe de Chukotat

Les premières minéralisations de chalcopyrite et de pentlandite ont été observées dès les années 1930 dans la Fosse de l’Ungava. Cependant, le potentiel en minéralisations de Cu-Ni de la Ceinture de Cape Smith a été rapporté par Bergeron (1957) suite aux premières campagnes d’exploration systématiques dans la région, et la découverte du gisement de Mine Raglan (Katinniq) par Harold Kenty et son équipe. Les découvertes ultérieures de gisements de Ni-Cu-(Co-EGP) tels que ceux d’Expo (Ungava), de Méquillon, d’Allamaq, de Raglan (Donaldson), puis la mise en exploitation des mines Raglan (1998) et Nunavik Nickel (2013) confirment l’importance économique des minéralisations magmatiques de la Ceinture de Cape Smith. Les minéralisations forment des lentilles et des disséminations de sulfures concentrées à la base de filons-couches mafiques à ultramafiques différenciés de la Suite du Lac Esker, lesquels se sont mis en place dans les roches sédimentaires de la Formation de Nuvilic.

Dans le sud du secteur cartographié, un dyke de gabbro différencié s’injectant dans les basaltes à olivine du Groupe de Chukotat est l’hôte des zones minéralisées du Lac Ekwan (Zone A), du Lac Ekwan (Zone B) et du Lac Ekwan (Zone C). À l’est, un échantillon de gabbro subophitique minéralisé en pyrrhotite primaire a été prélevé sur l’affleurement 19-SM-6185, soit dans le prolongement stratigraphique des zones minéralisées connues.

Minéralisations méconnues ou découvertes lors des présents travaux

Nouvelles minéralisations de cuivre natif au niveau de la discordance d’Hubert-Chukotat

Les travaux de cartographie de l’été 2019 ont permis la découverte de minéralisations filoniennes de cuivre associées à la discordance angulaire entre les basaltes coussinés du Groupe de Chukotat et l’unité de conglomérat polygénique de la Formation d’Hubert. La minéralisation prend la forme de filons centimétriques composés de cuivre natif, de malachite et d’azurite. La veine est située sur la zone minéralisée de Dryade et coupe la stratification et la schistosité principale. Elle est visible sur au moins 0,5 m dans le conglomérat hématitisé, à proximité du contact avec le basalte. Ce dernier est également hématitisé, épidotisé et chloritisé. Un échantillon choisi de la veine a retourné des teneurs de 1,88 % Cu et de 9 g/t Ag. Une zone favorable nommée Hubert a ainsi été définie (voir carte interactive).

Potentiel aurifère filonien lié à une altération en ankérite et à des teneurs anomales en arsenic associées aux zones de déformation internes et périphériques des gabbros de la Suite de Qikirtalialuk

Ce nouveau type de minéralisation dans la région a été mis au jour à partir des valeurs anomales en arsenic obtenues suite à des analyses systématiques de pXRF. Les zones minéralisées ont été décrites sur le terrain comme des couloirs d’altération métasomatique, associés à des fractures secondaires, et localisés dans des zones de cisaillement de puissance variable et pouvant atteindre 350 m. Ces roches sont issues de protolites incluant la diorite, les roches intrusives mafiques à ultramafiques ainsi que des proportions moindres de roche volcanique mafique métamorphisée. Les zones métasomatisées constituent des rubans compositionnels subparallèles (30 cm à 2 m d’épaisseur) variant selon l’intensité de l’altération et sont caractérisées par une carbonatation (ankéritisation) diffuse. La minéralisation se présente sous forme de pyrite disséminée (<3 %) généralement automorphe dans des veines (1 à 30 cm) de quartz à structure saccaroïdale et laminée. Les veines renferment des amas et des rubans d’ankérite et localement de la calcite, de la chlorite, de l’hématite et de la fuschite. Un nouvel échantillon provenant d’une veine de quartz-ankérite et pyrite, prélevé sur l’affleurement 19-CB-1017, a retourné des teneurs de 253 ppb Au et 146 ppm Cu. Une zone favorable nommée Qikirtalialuk a été définie (voir carte interactive).

Minéralisations de Cu-Au-Ag associées à des veines de quartz

Ce type de minéralisation a été découvert à partir de teneurs anomales en cuivre des sédiments de fond de lac (Maurice et Lamothe, 2012). Une courte campagne d’exploration a permis la découverte de veines de quartz minéralisées en cuivre, dont certaines en or et en argent, associées à des roches interprétées comme des gabbros cisaillés. Les meilleures valeurs obtenues de ce programme d’exploration sont 35,4 g/t Au, 38,9 g/t Ag et 0,1 % Cu (Allard, 2014). Les travaux de cartographie de l’été 2019 ont permis la découverte de veines de quartz dans un contexte analogue et dans le prolongement sud des zones minéralisées historiques. Les veines sont d’épaisseur variable (10 à 70 cm) et coupent les unités encaissantes (suites de Vanasse, de Foucault et de Niviugak) sans orientation préférentielle. La minéralisation est contenue dans des amas disséminés de 1 mm à 2 cm de pyrite hypidiomorphe à idiomorphe, accompagnés localement de pyrrhotite hypidiomorphe et de chalcopyrite. Les minéraux de gangue des veines incluent la calcite, la chlorite et la malachite. L’encaissant a la particularité d’être peu ou non altéré, à l’exception d’une faible hématitisation associée à des fractures tardives tapissées de pyrrhotite. La zone favorable de Foucault a été créée pour ce type de minéralisation (voir carte interactive).

Minéralisations en Au ± Ag ± Cu ± Zn associées à des zones de cisaillement et à des roches intrusives syncinématiques intermédiaires à felsiques dans le Groupe de Parent

Les minéralisations en Au ± Ag ± Cu sont associées à des veines de quartz concentrées dans des zones de cisaillement secondaires. Ces dernières sont en marge d’intrusions gabbroïques à granitiques des suites de Sanimuapik et d’Iqiat. Les zones de cisaillement sont associées aux failles de Qiqaviq et d’Esker, orientées essentiellement E-W, avec une inflexion vers l’ENE dans la section orientale de la carte. Ces zones traversent également des volcanoclastites mafiques et des roches sédimentaires abritant toutes deux des amas sulfurés localement. Elles correspondent à des anomalies conductrices et à des anomalies en As-Bi-Sb-W dans les tills (Cloutier et al., 2018). La longueur des intrusions varie de 600 m à 6 km. Plusieurs blocs minéralisés, localisés à proximité des contacts avec les intrusions, ont rapporté de 5,22 à 189 g/t Au et une valeur ponctuelle de 457 g/t Au (Cloutier et al., 2018). Les minéralisations en place sont caractérisées par l’altération des roches encaissantes incluant la silicification, la carbonatation (dolomitisation et ankéritisation) diffuse et l’altération potassique des unités pyroclastiques (pPpa). Le contexte de minéralisation s’apparente à un modèle d’or orogénique et de minéralisation métamorphisée associé à un système épithermal polymétallique aurifère. Une zone favorable proximale à une intrusion (Qiqaviq) et deux autres zones favorables aurifères épithermales (Esker-1et Esker-2) ont été définies (voir carte interactive).

Minéralisations de sulfures exhalatifs dans le Groupe de Parent

Les lentilles connues de sulfures exhalatifs ont été identifiées à la suite d’une campagne de géophysique au sol et grâce aux anomalies électromagnétiques dans des niveaux cherteux interstratifiés dans la séquence basaltique du Groupe de Parent. Certaines de ces lentilles portent des minéralisations de cuivre-zinc (zone minéralisée de KOR-2). Une remobilisation locale de sulfures dans les zones déformées est associée à des valeurs significatives en or et en argent (zones minéralisées de Kahuna, Goshawk et Goshawk Ouest). Les secteurs plus altérés semblent contenir de meilleures teneurs en zinc, avec des résultats compris entre 0,11 % Zn et 0,4 % Zn (Jourdain, 1998). Les amas de sulfures massifs (10 cm à 2 m d’épaisseur) alternent généralement avec des niveaux de basalte épidotisé et chloritisé, de schiste de composition mafique et de mudrock localement graphiteux. Les sulfures totalisent 5 % à 60 % du volume des échantillons et les principales phases rencontrées sont la pyrite et la pyrrhotite, avec des proportions moindres et variables de chalcopyrite et de bornite. La minéralisation est aussi associée à des zones de pyrite disséminée (± arsénopyrite) altérées en silice. Plusieurs affleurements présentent des concentrations de sulfures dans des veinules tardives et dans des niveaux bréchifiés. La remobilisation indique une genèse polyphasée de ces minéralisations (Giovenazzo, 1997). Quatre zones favorables ont été définies (voir carte interactive) : Parent-1, Parent-2, Parent-3 et Parent-4.

Problématiques à aborder dans le cadre de futurs travaux

Les problématiques soulevées par la cartographie détaillée du feuillet 35G11 sont surtout d’ordre stratigraphique. Il est nécessaire d’affiner la stratigraphie du Groupe de Parent à l’aide de la lithogéochimie et de mieux contraindre les niveaux repères (Mélanie Beaudette, projet de maitrise en cours). Les roches métasédimentaires du secteur semblent occuper une position stratigraphique différente de celles du Groupe de Spartan, cartographié plus à l’est en 2018. Leur affinité reste à préciser, ainsi que leur relation structurale avec les suites de Foucault et de Qikirtalialuk, qui constituent vraisemblablement les plus vieilles unités de cette zone.

La campagne de 2020, avec la couverture du feuillet 35G10, permettra de conclure la cartographie à l’échelle 1/50 000 de la demi-est du Domaine Nord. Ce secteur permettra d’élucider la relation entre les unités mafiques et ultramafiques du Groupe de Watts, affleurant dans l’extrême est du Domaine, et le cortège d’unités de diorite et de gabbro prédominant dans le présent secteur. Une étude approfondie des données géochimiques et géochronologiques permettra de définir adéquatement chacune des unités intrusives mafiques (Sacha Lafrance, projet de doctorat en cours).

Enfin, les nouveaux types de minéralisations filoniennes mis au jour en 2019, ainsi que le prolongement vers l’est des zones favorables aurifères Qiqavik et Esker, devront être étudiés plus en détail.

Collaborateurs

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 Benoit Charette, Sacha Marier-Boston et Julie Vallières, les stagiaires en géologie et candidats à la profession d’ingénieur Sacha Lafrance, Gaëlle Saint-Louis et Thierry-Karl Gélinas, ainsi que les étudiants Gaétan Albert, Édouard Blais, Émilie Charbonneau, Guillaume Clavel, William Holden, Félix Jérôme-Perron, Jérémy Gendreau, Laurence Guyot-Messier et Xavier Léveillée-Dallaire. Nous aimerions souligner l’incroyable travail de l’exceptionnelle cuisinière Paméla Fournier et de l’infirmière Madeleine Bourassa, l’assistance d’Isabelle Lafrance et de Marc-Antoine Vanier ainsi que la bonne humeur contagieuse de Max. Le transport sur le terrain a été assuré par la compagnie Héli-Inter. Le pilote Hervé Becker et les mécaniciens Esteban Lezena et Cynthia Nubien ont accompli leur travail avec efficacité et professionnalisme. Les discussions avec les professeurs Carl Guilmette, Kyle Larson, Pierre-Simon Ross ont été très profitables. Enfin, une mention spéciale à l’ineffable homme de camp Richard Brunet dont les compétences dans de nombreux domaines ont permis de mener à bien le projet.

Références

Publications du gouvernement du Québec

Autres publications