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Sud-est de la Province de Churchill (SEPC)

 

 

Première publication : 14 novembre 2018
Dernière modification : 4 octobre 2019

 

 

Historique

La Province de Churchill a été définie par Stockwell (1961), en tant que province tectonique du Bouclier canadien. Elle englobait entre autre le secteur situé entre les provinces du Supérieur et de Nain, dans le nord-est du Québec. Plus tard, Hoffman (1988) considère plutôt que ce secteur représente une extension vers le sud de la Province archéenne de Rae, dont la majeure partie se trouve dans les Territoires du Nord-Ouest. Lors de la première synthèse régionale, présentée au GAC-MAC de 1987 (Trans-Hudson Symposium; van der Leeden et al., 1990; Wardle et al., 1990b; Hoffman, 1990), le terme « eastern Churchill Province » est retenu pour le secteur affecté par l’Orogène Hudsonien. Cette division comprend alors l’Orogène du Nouveau-Québec, à l’ouest, l’Orogène des Torngat, à l’est et, selon l’auteur, la Province de Rae (Hoffman, 1990) ou la « Central Division » (Wardle et al., 1990b), au centre. Hoffman (1990) mentionne toutefois que la corrélation avec le Rae est incertaine et basée essentiellement sur l’orientation structurale. James et al. (1996) ont renommé la partie centrale en Zone noyau (« core zone »). La définition de cette dernière était alors un amalgame de roches archéennes remobilisées dont certaines auraient une affinité avec les provinces du Supérieur et de Rae. St-Onge et al. (1998) ont par la suite démontré que l’Orogène trans-hudsonien (Stockwell, 1961) se prolongeait bien jusque dans le sud de l’île de Baffin, annulant ainsi toute connexion possible avec le Rae.

Le terme « sud-est de la Province de Churchill (SEPC) » semble avoir été utilisé pour la première fois par James et al. (1996). Il a été repris dans plusieurs publications subséquentes, dont celle de Wardle et al. (2002) qui en présente une synthèse régionale. La présente fiche décrit uniquement la partie québécoise du SEPC.

 

Description

Au Québec (Canada), le sud-est de la Province de Churchill (SEPC) est localisé dans la partie nord-est. Il fait entre 415 et 615 km de longueur sur 250 à 380 km de largeur, selon une orientation générale NNW-SSE. Il est bordé à l’ouest par la Province archéenne du Supérieur, à l’est par les provinces archéennes à paléoprotérozoïques de Nain (Craton nord-Atlantique et Domaine lithotectonique de Burwell) et de Makkovik et, au sud, par la Province protérozoïque de Grenville. Cette partie du Churchill constitue une branche de l’Orogène trans-hudsonien, lequel représente une vaste ceinture orogénique paléoprotérozoïque qui s’étend du centre des États-Unis jusqu’au Groenland.

 

 

Géologie

Le SEPC est formé de plusieurs blocs lithotectoniques d’origines différentes qui se sont amalgamés par des processus tectoniques, les derniers événements étant reliés à l’Orogène trans-hudsonien. Il a été affecté, à l’ouest et à l’est respectivement par les orogènes du Nouveau-Québec et des Torngat, dont l’empreinte se retrouve au sein de différents domaines regroupés sous le terme de Zone noyau. Selon Lafrance et al. (2018), cette dernière représente donc un bloc qui a évolué au cours du processus d’amalgamation. Ces auteurs considèrent qu’elle comprend l’ensemble des unités lithologiques situées à l’est de la Fosse du Labrador jusqu’à la Province de Nain, représentée au Québec par le Domaine lithotectonique de Burwell.

Différentes subdivisions tectoniques ont été proposées par plusieurs auteurs en ce qui concerne le SEPC; celles de Wardle et al. (1990a) sont les plus connues. Les levés et études géologiques réalisés par le Gouvergement du Québec et ses partenaires entre 2009 et 2017 ont permis de redéfinir six domaines lithotectoniques dans le cadre de la synthèse du SEPC (Lafrance et al., 2018). Ces domaines ont été déterminés à partir des lithologies principales, des grandes structures coupant le SEPC et des données géochronologiques et métamorphiques.  

De l’ouest vers l’est, les domaines lithotectoniques du SEPC proposés sont les suivants : la Fosse du Labrador, les domaines lithotectoniques de Rachel-Laporte, de Baleine, de George (Charette et al., 2018), de Mistinibi-Raude (Lafrance et al., 2019) et de Falcoz.

La Fosse du Labrador est une ceinture volcano-sédimentaire métamorphisée (faciès des schistes verts à amphibolites) d’âge paléoprotérozoïque (2,17 à 1,87 Ga), plissée et chevauchée sur le Craton du Supérieur lors de l’Orogenèse du Nouveau-Québec. Elle s’étend sur plus de 850 km de longueur, de la Province de Grenville, au sud, jusqu’à la baie d’Ungava, au nord. Le contact avec la Province du Supérieur, à l’ouest, est principalement représenté par la Faille de Maraude. Le contact avec le Domaine lithotectonique de Rachel-Laporte, à l’est, est quant à lui marqué par différentes failles qui se relayent du nord au sud, soient les failles de Pointe Reef, du Lac Hérodier et du Lac Keato.

Le Domaine lithotectonique de Rachel-Laporte se compose de roches volcano-sédimentaires métamorphisées (faciès des amphibolites), d’âge paléoprotérozoïque, de la Supersuite de Laporte (<1,84 Ga; Henrique-Pinto et al., 2017), auparavant interprétées comme équivalentes à celles de la Fosse du Labrador (Fahrig, 1965; Poirier et al., 1990; Wardle et al., 2002; Simard et al., 2013). Les travaux de cartographie subséquents indiquent plutôt que les roches métasédimentaires de la Supersuite de Laporte se distinguent de celles de la Fosse du Labrador par une épaisseur apparente plus importante et une composition plus homogène. Les données de géochronologie détritique de Henrique-Pinto et al. (2017) indiquent aussi que ces deux bassins sédimentaires sont issus de sources et d’environnements tectoniques distincts. Les travaux de cet auteur indiquent que les zircons détritiques des unités du Supergroupe de Kaniapiskau (Fosse du Labrador) ont une signature typique de celles de la Province du Supérieur (maximum de fréquence autour de 2,72 Ga). Dans le cas de la Supersuite de Laporte, le maximum de fréquence des zircons détritiques se situe plutôt autour de 1,84 Ga, suggérant que la source principale des sédiments proviennent des unités du SEPC. Le Domaine de Rachel-Laporte comprend également des complexes structuraux archéens (blocs imbriqués n’appartenant pas à la Supersuite de Laporte), interprétés comme ayant appartenu à la Province du Supérieur (Wardle et al., 2002), ainsi que des écailles tectoniques exhumées lors du chevauchement du Domaine lithotectonique de Baleine sur ceux de Rachel-Laporte et de la Fosse du Labrador.

Le Domaine lithotectonique de Baleine comprend deux sections (nord et sud), dont la limite se trouve à environ 30 km au sud de Kuujjuaq. La section nord se compose essentiellement de gneiss tonalitique archéen (Complexe d’Ungava; 2,7 à 2,9 Ga), de migmatite (Complexe de Qurlutuq) et de granite d’anatexie (Suite d’Aveneau) dérivés de la fusion des gneiss. Elle comprend aussi un complexe intrusif mafique à intermédiaire (Complexe de Kaslac) et des séquences volcano-sédimentaires (Suite de Curot et Suite d’Akiasirviup) alternant avec des gneiss dans sa partie ouest. La section sud comprend une vaste couverture supracrustale fortement migmatitisée (suites de False et de Winnie), des unités potassiques archéennes déformées (Suite de Saffray; ~2,7 Ga), mais aussi des gneiss, des migmatites et des granites d’anatexie similaires à ceux observés dans la section nord. Une intrusion potassique métamorphisée (Suite de Champdoré), synchrone à la Supersuite de De Pas (voir Domaine de George, ci-dessous), est aussi présente dans la partie sud du domaine. La portion sud du Domaine de Baleine est aussi caractérisée par un patron structural en dômes et bassins (Charette et al., 2016). Le Complexe structural de Diana (Mardore et Larbi, 2000) représente l’extrémité nord-ouest détachée du Domaine lithotectonique de Baleine. Cette unité est essentiellement formée de tonalite gneissique avec des bandes de paragneiss, d’amphibolite et de roche ultramafique généralement mylonitisées et migmatitisées. Ces roches sont d’âge archéen et protérozoïque et ont été affectées par une déformation ductile intense et un métamorphisme au Paléoprotérozoïque.

Le Domaine lithotectonique de George est dominé par les intrusions paléoprotérozoïque de la Supersuite de De Pas (1,86 à 1,8 Ga), lesquelles se sont mises en place au sein d’unités de gneiss et leurs produits de fusion partielle (complexes de Saint-Sauveur et de Guesnier; 2,6 à 2,7 Ga) et à travers une séquence volcano-sédimentaire métamorphisée néoarchéenne d’envergure (Complexe de Tunulic; 2,6 à 2,7 Ga). Limité par des zones de cisaillement majeures à l’ouest (Lac Tudor) et à l’est (Rivière George), ce domaine est caractérisé par d’importantes zones de déformation mylonitique. Lafrance et al. (2018) considèrent que le Domaine de George marque une zone de transition entre les empreintes tectonométamorphiques des orogènes du Nouveau-Québec et des Torngat. Ainsi, ce domaine représenterait un passage discontinu ou graduel entre leurs styles orogéniques contrastés.

Le Domaine lithotectonique de Mistinibi-Raude se démarque par la quasi-absence de lithologies archéennes, les unités les plus vieilles se situant à la limite entre le Néoarchéen et le Paléoprotérozoïque (2,3 à 2,5 Ga), ainsi que par l’absence de magmatisme autour de 1,8 Ga. Il comprend une vaste séquence de paragneiss et de diatexite (Complexe de Mistinibi), des unités de roches métavolcaniques (complexes de Ntshuku et de Zeni), des gneiss (complexes d’Advance et de Bourdon) et une séquence métasédimentaire clastique (Groupe de la Hutte Sauvage). Le Mistinibi-Raude est aussi caractérisé par la présence de nombreuses intrusions, majoritairement potassiques, dont la composition varie de felsique à mafique. Certaines de ces intrusions ont cristallisé au Paléoprotérozoïque et au Néoarchéen (suites de Pelland, de Nekuashu et de Dumans). Toutefois, la majorité de ces intrusions sont d’âge mésoprotérozoïque et se sont mises en place à la limite entre le SEPC et la Province de Nain (Batholite de Mistastin, suites de Michikamau et de Napeu Kainut). Lafrance et al. (2019) incluent aussi, dans ce domaine, le Domaine d’Orma qui représente un secteur situé au sud de la Zone de cisaillement de Zeni, considérant que ces deux secteurs sont caractérisés par l’absence d’âge de cristallisation supérieur à 2,67 Ga, mais surtout par l’absence d’une empreinte métamorphique associée à l’Orogène trans-hudsonien.

Le Domaine lithotectonique de Falcoz représente la marge orientale du SEPC divisée en deux parties (ouest et est) et séparée par la Zone de cisaillement de Blumath, qui marque le passage du faciès métamorphique des amphibolites supérieur à celui des granulites. La partie ouest est dominée par des gneiss variablement migmatitisés (complexes de Kangiqsualujjuaq et de Fougeraye) et des intrusions potassiques (Suite de Siimitalik), majoritairement d’âge mésoarchéen (2,7 à 3,0 Ga). Elle comprend aussi une séquence de roches volcano-sédimentaires métamorphisées d’âge paléoprotérozoïque (Groupe de Lake Harbour) injectée par des dykes et filons-couches mafiques à ultramafiques (Suite de Nuvulialuk). La partie est du Domaine de Falcoz est dominée par des orthogneiss granulitiques archéens (Complexe de Sukaliuk; 2,7 à 2,9 Ga) et des intrusions à hypersthène paléoprotérozoïques (Suite d’Inuluttalik; ~1,8 Ga). Plus à l’est encore, ce domaine comprend aussi des roches intrusives interprétées comme étant la racine d’un arc magmatique mis en place à la marge est du SEPC autour de 1877 Ma (Bertrand et al., 1993). Ces roches sont regroupées à l’intérieur du Complexe de Lomier, qui comprend des roches supracrustales (Groupe de Koroc River), des intrusions charnockitiques (Suite intrusive de Courdon) et des gneiss interprétés comme étant dérivés de la déformation et de l’alternance du Koroc River et du Courdon.

L’ensemble des domaines lithotectoniques du SEPC est coupé par des dykes mafiques subophitiques d’âge mésoprotérozoïque (~1,3 Ga) qui ont été regroupés en essaims dont la direction varie, les principaux étant l’Essaim de Falcoz (NNW-SSE), les Dykes de Slippery (E-W) et les Dykes de Harp (NE-SW). 

 

Évolution géologique

Les travaux récents réalisés par le Ministère et ses partenaires de la Commission géologique du Canada et de la communauté universitaire ont permis d’identifier six domaines lithotectoniques distincts au sein du SEPC (voir la section ci-dessus). L’évolution géologique de ces domaines lithotectoniques est étroitement liée au contexte de convergence de l’Orogène trans-hudsonien impliquant l’assemblage de diverses masses continentales archéennes au Craton du Supérieur (Hoffman, 1988). Plus spécifiquement, l’Orogène des Torgnat (1,89 à 1,81 Ga) joint le SEPC au Craton nord-Atlantique, et l’Orogène du Nouveau-Québec (1,82 à 1,77 Ga) joint le SEPC au Craton du Supérieur (Wardle et al., 2002; Charette 2016). Les travaux de cartographie révèlent la présence généralisée de migmatites à travers l’ensemble du SEPC, à l’exception du Domaine de Rachel-Laporte (Simard et al., 2013; Lafrance et al., 2014, 2015, 2016; Charette et al., 2016). De plus, des travaux en pétrochronologie métamorphique indiquent que l’empreinte tectonométamorphique de l’Orogène des Torngat ne se limite pas aux roches granulitiques observées dans la partie est du Domaine lithotectonique de Falcoz (Charette, 2016), de sorte que l’étendue et la chronologie des orogènes du SEPC ne peuvent être que résolues partiellement par la cartographie. Puisque l’empreinte des orogènes affecte probablement de diverses façons les six domaines lithotectoniques, l’emploi des termes « Orogène des Torngat » et « Orogène du Nouveau-Québec » en tant que divisions lithotectoniques est abandonné au profit d’une classification axée sur l’origine des domaines (Lafrance et al., 2018).

L’avancement de la compréhension de l’évolution géologique du SEPC requiert davantage de contraintes sur l’étendue des orogènes du Nouveau-Québec et des Torngat, ainsi qu’une caractérisation des trajets pression-température-temps (PTt) et des styles structuraux. Les connaissances actuelles mettent en relief un gradient métamorphique graduel, traversant l’ensemble du Domaine de Falcoz et une exhumation lente par érosion (Charette, 2016). Quant au style structural, les domaines de George, de Mistinibi-Raude et de Falcoz sont tous affectés par des zones de cisaillement subverticales. Parmi celles-ci, les zones de cisaillements de la Rivière George et de Moonbase sont conjuguées et montrent des températures de déformation qui concordent avec une activité en conditions de croûte moyenne (Vanier et al., 2018). Bien que fragmentaires, ces informations permettent de suspecter une empreinte tectonométamorphique continue du Craton nord-Atlantique jusqu’au Domaine de Baleine.

Différents modèles d’évolution tectonique ont été proposés dans les dernières années (pour plus de détails, voir Lafrance et al., 2018).

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30 novembre 2015