Complexe de Mistinibi
Étiquette stratigraphique : [ppro]mis
Symbole cartographique : pPmis

Première publication: 20 octobre 2016
Dernière modification : 29 janvier 2019

 

 

 

 

Subdivision(s) informelle(s)
La numérotation ne reflète pas nécessairement la position stratigraphique.
 
pPmis4 Granite d’anatexie à enclaves de paragneiss
pPmis3 Diatexite dérivée de paragneiss
pPmis3a Diatexite à hypersthène dérivée de paragneiss
pPmis2 Paragneiss migmatitisé à biotite et grenat
pPmis2a Paragneiss à grenat, sillimanite et graphite avec niveaux de marbre et de quartzite
pPmis1 Paragneiss potassique migmatitisé
pPmis1a Paragneiss potassique migmatitisé à hypersthène
 
Auteur :Van der Leeden, 1994
Âge :Paléoprotérozoïque
Coupe type :Aucune
Région type :Régions du lac Mistinibi (feuillet SNRC 23P16) et du lac Pallatin (feuillet 23P15)
Province géologique :Province de Churchill
Subdivision géologique :Domaine lithotectonique de Mistinibi-Raude
Lithologie :Paragneiss et diatexite
Type :Lithodémique
Rang :Complexe
Statut :Formel
Usage :Actif

 

Unité(s) apparentée(s)

Aucune

 

 

Historique

Le Complexe de Mistinibi a été défini en tant qu’unité lithodémique formelle par van der Leeden (1994) pour décrire les lithologies affleurant dans la région du lac Mistinibi (van der Leeden, 1986, 1995). Une compilation régionale réalisée par les géologues du ministère en 2003 avait permis de subdiviser le Complexe de Mistinibi en une vingtaine d’unités et de sous-unités, certaines toujours de nature lithologique. Van der Leeden (1994) avait inclus dans le Mistinibi des unités d’amphibolites, de métavolcanites mafiques, de métagabbro, d’intrusions intermédiaires, d’intrusions ultramafiques, de gneiss et de granite. La synthèse régionale de l’ensemble de la Province de Churchill (Lafrance et al., 2018) a permis d’uniformiser la nomenclature de cette unité au sein du Domaine lithotectonique de Mistinibi-Raude (Charette et al., 2019). Le Complexe de Mistinibi est maintenant composé uniquement de paragneiss, de diatexite et de granite interprété comme le résultat d’un processus de fusion de ces unités d’origine sédimentaire. Le Mistinibi nouvellement redéfini a été subdivisé en quatre unités informelles (pPmis1 à pPmis4).

Unités et sous-unités uniformiséesUnités et sous-unités antérieuresRéférence(s)
pPmis1Lafrance et al., 2016
3bBélanger, 1984
A2avan der Leeden, 1986, 1994, 1995
A2bDanis, 1991; Owen, 1989; Taner, 1992
pPmis1aA2fvan der Leeden, 1995
A2hvan der Leeden, 1986
A5aDanis, 1991
pPmis2Hammouche et al., 2012; Lafrance et al., 2016
3aBélanger, 1984
A2b

van der Leeden, 1986, 1994, 1995

A2aOwen, 1989; Danis, 1991; Taner, 1992
A2dDanis, 1991
pPmis2aA2cOwen, 1989
pPmis3aA2evan der Leeden, 1986, 1995
A2gvan der Leeden, 1986
pPmis3Lafrance et al., 2016
A2dvan der Leeden, 1995
A2fvan der Leeden, 1986
pPmis 4pPmis5Lafrance et al., 2016
F1avan der Leeden, 1986, 1995

 

 

 

 

Description

Le Complexe de Mistinibi représente la principale unité métasédimentaire du Domaine lithotectonique de Mistinibi-Raude. Elle comprend des paragneiss plus ou moins migmatitisés de différentes compositions (métatexite à diatexite) et inclut des granites d’anatexie. Ce complexe est divisé en quatre unités informelles : 1) une unité de paragneiss potassique migmatitisé (pPmis1); 2) une unité de paragneiss migmatitisé à biotite et grenat (pPmis2); 3) une unité de diatexite (pPmis3); et 4) une unité de granite d’anatexie à enclaves de paragneiss (pPmis4).

À proximité des zones de déformation, les paragneiss et les diatexites du Complexe de Mistinibi développent une fabrique mylonitique confinée à des niveaux déformés décamétriques à hectométriques. Ces niveaux montrent également des rubans de quartz caractérisé par des sous-grains et une forte extinction roulante ainsi que par la présence de porphyroclastes dans une matrice très finement recristallisée.

En affleurements, le paragneiss de l’unité pPmis1 inclus couramment des niveaux décimétriques à métriques d’amphibolite à grain fin, parfois étirés et boudinés. Il est presque systématiquement coupé par des injections centimétriques à métriques de granite blanc grossièrement grenu similaire à celui de l’unité pPmis4. Une diatexite du même type que celle constituant la sous-unité pPmis3a est observée en niveaux décimétriques au sein des paragneiss migmatitisés et est interprétée comme un produit de fusion partielle plus évolué.

Complexe de Mistinibi 1 (pPmis1) : Paragneiss potassique migmatitisé

Le paragneiss de l’unité pPmis1 se présente généralement comme une roche finement grenue, moyennement à très bien recristallisée, gris pâle à gris moyen en surface fraîche avec une patine d’altération gris pâle ou brun rouillé. La roche possède une structure rubanée marquée par l’alternance de niveaux centimétriques à métriques caractérisés par des variations dans la proportion des minéraux principaux. Cette structure est accentuée par la présence de 2 à 30 % de rubans millimétriques à décimétriques de leucosome blanchâtre à rosé de composition granitique et moyennement à grossièrement grenus. Ces rubans sont communément plissés, boudinés ou discontinus et définissent une structure en filet ou stromatique. Par endroits, le leucosome contient des cristaux de grenat millimétriques à centimétriques. Les colorations réalisées sur ces paragneiss mettent en évidence l’abondance du feldspath potassique (5 à 35 %) et sa répartition hétérogène. Certains rubans sont dépourvus de feldspath potassique, alors qu’il est abondant dans d’autres. En général, le leucosome est plus riche en feldspath potassique que le paragneiss (restite). Les minéraux ferromagnésiens (7 à 20 %) sont bien alignés dans la foliation et consistent en biotite brune à rouge accompagnée localement de hornblende verte.

Le paragneiss montre généralement une orientation préférentielle des minéraux de la matrice, des porphyroclastes de feldspath potassique et de plagioclase, une réduction de la granulométrie en bordure de grains et des rubans de quartz polycristallins. Lorsque présent, le grenat forme des porphyroblastes millimétriques à centimétriques syncinématiques, communément fracturés. Ils sont entourés d’une matrice broyée et forment par endroits des structures sigmoïdales. Owen (1989) a observé des niveaux leucocrates pouvant contenir jusqu’à 25 % de grenat. Localement, de la sillimanite prismatique alignée dans la foliation a aussi été identifiée. Les minéraux accessoires (apatite, zircon, épidote, sphène, minéraux opaques, allanite, muscovite, chlorite et rutile) sont présents en quantités variables et se trouvent en général associés à la biotite. Dans le secteur au nord du lac aux Goélands (portion nord du feuillet 23P08 et portion sud du feuillet 23P09), le grenat apparaît sous la forme de pœciloblastes centimétriques verts partiellement remplacés par la chlorite et la biotite verte, ce qui indique un métamorphisme rétrograde.

Van der Leeden (1994, 1995) a identifié des niveaux de schiste à biotite contenant par endroits du grenat, de la cordiérite, de la sillimanite, de la muscovite et du graphite. Bélanger (1984) et Danis (1991) rapportent aussi l’existence de niveaux graphiteux au sein de l’unité pPmis1. Près du contact avec le Batholite de Mistastin (mPmit), des porphyroblastes de cordiérite et de muscovite ont été observés, de même que des agrégats d’hercynite verte et, par endroits, des amas de cordiérite entourant la sillimanite (Owen, 1989). Dans certains secteurs, le paragneiss comprend aussi un paraschiste riche en quartz (40 %) et en muscovite (10 %).

Complexe de Mistinibi 1a (pPmis1a) : Paragneiss potassique migmatitisé à hypersthène

La sous-unité pPmis1a regroupe les paragneiss à hypersthène observés principalement à la bordure est du Complexe de Mistinibi, à proximité du contact avec le Batholithe de Mistastin. En affleurement, le paragneiss de cette sous-unité est comparable à celui de l’unité pPmis1, sauf à quelques endroits où il présente une patine d’altération brun-verdâtre. L’orthopyroxène est la plupart du temps aisément identifiable à l’oeil nu, mais il se présente par endroits en cristaux fins qui ne sont reconnaissables qu’au microscope. Des nodules gris-brunâtre de dimension centimétrique sont localement observés dans le paragneiss de la sous-unité pPmis1a. Ceux-ci sont formés de grenat xénomorphe partiellement à complètement remplacé par l’orthopyroxène, le plagioclase et de fines paillettes de biotite qui définissent une structure coronitique. Localement, l’andalousite est observée en amas en association avec la cordiérite. La présence de cordiérite et d’andalousite d’une part, ainsi que la rétromorphose du grenat en orthopyroxène et plagioclase d’autre part, pourraient être associées au métamorphisme de contact relié à l’intrusion du Batholite de Mistastin dans le paragneiss et la diatexite du Mistinibi.

Complexe de Mistinibi 2 (pPmis2) : Paragneiss migmatitisé à biotite et grenat

Le paragneiss de l’unité pPmis2 se distinguent du paragneiss de l’unité pPmis1 par un contenu moins important en feldspath potassique (<3 %).

L’unité pPmis2 est formée de gneiss quartzofeldspathique (interprété comme du paragneiss) gris moyen à gris foncé qui présente une granulométrie fine à moyenne. Sa patine d’altération est d’un gris plus foncé, quelquefois brunâtre. Ce paragneiss plus ou moins recristallisé montre un rubanement migmatitique représenté par 10 à 30 % de rubans centimétriques de leucosome blanc ou localement rosé à granulométrie moyenne à grossière. Ces rubans sont couramment bordés d’un liséré de biotite et de muscovite et sont par endroits lenticulaires et plissés. Contrairement à l’unité pPmis1, le rubanement associé aux variations de composition n’est pas toujours présent. La composition de ce paragneiss varie de felsique à intermédiaire. Il comprend 10 à 25 % de biotite brune accompagnée ponctuellement de muscovite, de grenat et de sillimanite fibreuse (fibrolite). Lorsque présent, le grenat constitue des porphyroblastes ou des pœciloblastes syncinématiques parfois caractérisés par des fractures remplies de chlorite. Les minéraux accessoires sont peu abondants et comprennent la magnétite, l’épidote, l’apatite, le zircon, la chlorite, l’allanite et la tourmaline. On reconnaît par endroits des porphyroclastes subarrondis et lenticulaires de plagioclase flottant dans une matrice fine partiellement à complètement recristallisée.

Par endroits, le paragneiss présente une composition intermédiaire et est caractérisé par un contenu plus important en minéraux ferromagnésiens (25 à 60 %). Dans ces secteurs, les minéraux ferromagnésiens sont formés de biotite brun-vert, de hornblende vert pâle ou d’actinote. La roche bien recristallisée contient également de l’épidote et du sphène idiomorphes en quantités non négligeables (1 à 15 %). L’amphibole est généralement plus grossière et pœcilitique.

Complexe de Mistinibi 2a (pPmis2a) : Paragneiss à grenat, sillimanite et graphite avec niveaux de marbre et de quartzite

Dans le secteur sud-est de la région du lac Mortel (feuillet 23P10), Owen (1989) rapporte l’existence de paragneiss calcique et de niveaux de marbre et de quartzite. Ces lithologies ont été regroupées dans la sous-unité pPmis2ab. Cet auteur mentionne que le paragneiss est très semblable à celui de l’unité pPmis2, sauf pour la présence de sillimanite et de graphite qui ont été reconnus de façon plus soutenue. Les roches carbonatées sont formées de calcite, d’olivine complètement serpentinisée et de talc. Des zones rouillées comprenant principalement de la pyrite et de la pyrrhotite associées localement à la chalcopyrite ont été observées dans le paragneiss. Le quartzite contient plus de 80 % de quartz avec moins de 5 % d’un minéral vert (diopside?).

Complexe de Mistinibi 3 (pPmis3) : diatexite dérivée de paragneiss

La diatexite est hétérogène et comporte, en général, 10 à 30 % d’enclaves décimétriques à métriques plus ou moins assimilées de paragneiss migmatitisé (rafts) similaires à celui de l’unité pPmis1. La patine d’altération varie de gris brunâtre clair à gris moyen. Un rubanement discontinu, irrégulier et parfois chaotique, caractéristique des migmatites, est révélé par la présence de bandes de leucosome centimétriques à décimétriques et de 10 à 30 % de schlierens (mélanosome) millimétriques de biotite associés à du grenat et à de la sillimanite par endroits. La diatexite semble passer graduellement à un granite d’anatexie blanc leucocrate similaire à celui de l’unité pPmis4. Localement, des injections et des amas décimétriques à métriques de granite blanc coupent le rubanement migmatitique de la roche.

La diatexite de l’unité pPmis3 est caractérisée par une structure hétérogranulaire reliée à la présence de porphyroblastes idiomorphes à subidiomorphes de plagioclase non jointifs (0,5 à 2 cm). Le feldspath potassique est généralement réparti de manière inégale entre les rubans et les niveaux formant la roche. Par endroits, la diatexite renferme entre 10 et 35 % de porphyroblastes de feldspath potassique blanchâtre de 0,5 à 4 cm de longueur. Dans les zones de déformation, ces porphyroblastes sont lenticulaires. Le quartz (15 à 30 %) forme de grandes plages composées de sous-grains. Celles-ci définissent par endroits une structure en mosaïque et montrent une extinction roulante nette. La biotite brun-rouge comprend de nombreuses inclusions de zircon. De petits cristaux (<5 %) de grenat précinématiques à syncinématiques, par endroits pœcilitiques, sont communs, alors que la sillimanite est rare. Certaines roches comprennent de la hornblende répartie de façon homogène ou restreinte à certains niveaux. Les minéraux accessoires sont assez abondants, principalement les minéraux opaques, la muscovite, l’allanite et l’épidote, accompagnés de quantités moindres de sphène, d’apatite, de graphite et de carbonate. Par endroits, la chlorite (rétrograde) a été observée en association avec la biotite et le grenat. 

Complexe de Mistinibi 3a (pPmis3a) : Diatexite à hypersthène dérivée de paragneiss

La diatexite de la sous-unité pPmis3a est similaire à celle de l’unité pPmis3 à l’exception du fait qu’elle contient de l’hypersthène. En plus de l’orthopyroxène, la sous-unité pPmis3a comprend localement du clinopyroxène.

Complexe de Mistinibi 4 (pPmis4) : Granite d’anatexie à enclaves de paragneiss

Les affleurements blanchâtres à beiges de l’unité pPmis4 présentent un aspect homogène et massif, localement bien folié. Malgré cette apparente uniformité en affleurements, les colorations et les analyses géochimiques indiquent que la roche contient de 20 à 35 % de feldspath potassique et que sa composition varie de granite à granodiorite. Des enclaves de paragneiss et de diatexite sont régulièrement observées à l’intérieur des granitoïdes. Il est fort probable que cette unité représente un granite d’anatexie issu de la fusion partielle ayant affecté les unités de paragneiss et diatexite qui représentent l’essentiel du Complexe de Mistinibi. Les granitoïdes montrent des structures magmatiques bien préservées, mais une recristallisation partielle en bordure des grains est visible en lames minces. La muscovite est toujours présente (1 à 10 %) et les minéraux ferromagnésiens sont peu abondants (<5 %). Le grenat et la biotite forment localement des schlierens millimétriques. Par endroits, le grenat constitue des porphyroblastes entourés de biotite rétrograde. De l’épidote, des minéraux opaques et de la sillimanite sont aussi observés dans certaines lames minces.

 

Épaisseur et distribution

Avec une superficie totale de 4190 km2, le Complexe de Mistinibi représente l’unité principale du Domaine lithotectonique de Mistinibi-Raude. Il est limité par la Zone de cisaillement de la Rivière George, à l’ouest, et par la Zone de cisaillement de Moonbase, au nord et à l’est. Les unités pPmis1 (1852 km2), pPmis2 (1129 km2) et pPmis3 (989 km2) couvrent des superficies notables, tandis que les sous-unités à orthopyroxène pPmis1a et pPmis3a, présentes uniquement à proximité du Batholite de Mistastin (mPmit), sont de plus faibles étendues et couvrent respectivement 148 km2 et 15 km2. Le granite blanc de l’unité pPmis4 (54 km2) forme de petits plutons kilométriques distribués dans le Complexe de Mistinibi. Enfin, le paragneiss à graphite de la sous-unité pPmis2a est encore plus limité (3 km2).

Datation

Une étude pétrochronologique réalisée par Godet et al. (2018) dans deux échantillons de paragneiss migmatitisé du Complexe de Mistinibi a permis de circonscrire les périodes de déposition et de fusion de cette unité. Les analyses de zircons détritiques font ressortir plusieurs populations d’âge, principalement entre 2350 et 2360 Ma, mais aussi à 2310 Ma et 2400 Ma. L’âge détritique le plus jeune indique un âge maximale de déposition à 2220 Ma. Les âges obtenus sur des analyses de zircon, de monazite et de grenat indiquent un début du métamorphisme autour de 2160 Ma avec des conditions anatectiques qui ont perdurées sur environ 75 Ma (2145 à 2070 Ma).

 

 

Système isotopiqueMinéralSubdivision informelleÂge de sédimentation (Ma)Âge d’héritage (Ma)Âge métamorphique (Ma)Référence(s)
U-PbZirconpPmis1a<22302230 à 23702084 ±7; 2080 ±5Godet et al., 2018
U-PbZirconpPmis1a<22202220 à 23302073 ±5; 2099 ±5; 2122 ±5; 2145 ±5Godet et al., 2018
U-PbMonazitepPmis1a  2148 ±11; 2071 ±13Godet et al., 2018
U-PbMonazitepPmis1a  2084 ±11; 2152 ±11Godet et al., 2018
Lu-HfGrenatpPmis1a  2143 ±9Godet et al., 2018
Lu-HfGrenatpPmis1a  2121 ±11Godet et al., 2018

 

 

Relations stratigraphiques

Le Complexe de Mistinibi représente la principale unité d’origine sédimentaire du Domaine lithotectonique de Mistinibi-Raude. Le paragneiss potassique et le paragneiss calcique sont étroitement associés, alors que la diatexite représente l’équivalent migmatitisé de ces derniers. Le granite d’anatexie de l’unité pPmis4 forme des plutons kilométriques qui font intrusion dans les migmatites d’origine sédimentaire du Complexe de Mistinibi. Des injections et des amas décimétriques à métriques de granite blanchâtre coupent et s’injectent parallèlement au rubanement migmatitique dans les unités pPmis1 et pPmis2. Les migmatites et le granite d’anatexie du Complexe de Mistinibi sont affectés par les corridors de déformation régionaux et sont injectés par les intrusions syntectoniques à post-tectoniques de la Suite de Dumans (pPdmn). Les unités de paragneiss et de diatexite à hypersthène (pPmis1a et pPmis3a respectivement) sont interprétées comme les équivalents des unités sans hypersthène qui ont été affectés par le métamorphisme associé à l’intrusion du Batholite de Mistastin (mPmit).

Les âges d’héritage obtenus suggèrent que le paragneiss du Mistinibi est majoritairement issu de l’érosion des unités paléoprotérozoïques (2380 à 2300 Ma) du Domaine de Mistinibi-Raude, représentées par le Complexe de Ntshuku et par les suites de Pelland, de Pallatin, de Raude, du lac Cabot, de Résolution et de Déat.

Paléontologie

Ne s’applique pas.

Références

Auteur(s)TitreAnnée de publicationHyperlien (EXAMINE ou Autre)
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HAMMOUCHE, H. – LEGOUIX, C. – GOUTIER, J. – DION, C.Géologie de la région du lac Zeni. Ministère des Ressources naturelles, Québec; RG 2012-02, 35 pages, 1 plan.2012RG 2012-02
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LAFRANCE, I. – BANDYAYERA, D. – CHARETTE, B. – BILODEAU, C. – DAVID., J.Géologie de la région du lac Brisson (SNRC 24A). Ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles, Québec; RG 2015-05, 64 pages, 1 plan.2016RG 2015-05
CHARETTE, B. – LAFRANCE, I. – VANIER, M.-A. –  GODET, A.Domaine de Mistinibi-Raude, sud-est de la Province de Churchill, Nunavik, Québec, Canada : synthèse de la géologie. Ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles, Québec. BG 2019-07.2019BG 2019-07
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20 octobre 2016