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Complexe de Sainte-Hélène
Étiquette stratigraphique : [arch]shn
Symbole cartographique : Ashn
 

Première publication : 24 avril 2018
Dernière modification : 23 octobre 2020

 

 

 

 

Subdivision(s) informelle(s)
La numérotation ne reflète pas nécessairement la position stratigraphique.
 
Ashn4 Diorite et monzodiorite quartzifères mouchetées
Ashn3 Diatexite
Ashn2 Tonalite migmatitisée
Ashn2a Gneiss tonalitique
Ashn1 Diorite quartzifère migmatitisée
Ashn1a Diorite hétérogène mylonitisée
 
Auteur : Charette et Beaudette, 2018
Âge : Archéen
Stratotype : Pointe De Sainte-Hélène, feuillet SNRC 35L01 (localité type)
Région type : Partie NW de la Péninsule d’Ungava
Province géologique : Province de Churchill
Subdivision géologique : Orogène de l’Ungava / Domaine lithotectonique de Narsajuaq
Lithologie : Gneiss felsique à intermédiaire migmatitisé
Catégorie : Lithodémique
Rang : Complexe
Statut : Formel
Usage : Actif

 

 

 

Historique

Le Complexe de Sainte-Hélène a été introduit par Charette et Beaudette (2018) afin de distinguer les lithologies de tonalite et de diorite sans orthopyroxène, à structure gneissique et migmatitisées du Domaine lithotectonique de Narsajuaq. Il a été prolongé vers l’est dans la région du lac Sirmiq (Vanier et Lafrance, 2020). Précédemment, ces lithologies étaient majoritairement incluses dans l’unité pPNAR1 de la Suite ancienne et, en moindre proportion, dans l’unité pPNAR2 de la Suite récente décrites par St-Onge et Lucas (1992) et St-Onge et al. (1992).

Suite aux résultats géochronologiques, les unités anciennement regroupées dans le Complexe de Sainte-Hélène par Charette et Beaudette (2018) situées au nord de la Zone de cisaillement de Naujat ont été réassignés à la Suite d’Uummanaq.

Description

Le Complexe de Sainte-Hélène regroupe les roches foliées à gneissiques métamorphisées au faciès des amphibolites situées au nord de la Zone de cisaillement de Sugluk, et dont la composition varie de tonalitique à dioritique. En plus des variations compositionnelles qui marquent la gneissosité au sein de ce complexe, de nombreuses injections et rubans concordants à la foliation produisent un aspect rubané. Localement, des plis isoclinaux, dont l’axe est parallèle à la foliation, affectent la gneissosité et les rubans felsiques. Des plis ouverts d’amplitude métrique, plissant toute la séquence gneissique rubanée, ont également été observés, notamment près de la côte au SW d’Ivujivik.

Les deux principales lithologies de ce groupe ont été divisées selon la composition dominante observée en affleurement, soit la diorite quartzifère migmatitisée (Ashn1) et la tonalite migmatitisée (Ashn2). Ces deux unités sont couramment observées en contact transitionnel ou en niveaux imbriqués. L’unité de diatexite (Ashn3) est interprétée par Charette et Beaudette (2018) comme étant issue de la fusion de la diorite quartzifère et de la tonalite puisque la diatexite forme des zones dans celles-ci. Enfin, l’unité Ashn4 est composée de diorite quartzifère et de monzodiorite quartzifère. 

Complexe de Sainte-Hélène 1 (Ashn1) : Diorite quartzifère migmatitisée

La diorite quartzifère est gris foncé, foliée, finement à moyennement grenue et d’aspect gneissique. La gneissosité est produite par une variation transitionnelle ou nette des proportions de minéraux ferromagnésiens (15 à 30 %) et de quartz (5 à 17 %). Ainsi, on observe une alternance centimétrique à décimétrique de rubans et niveaux de diorite gris foncé à hornblende + biotite, de diorite quartzifère gris moyen à biotite ± hornblende et de diorite quartzifère gris pâle à biotite. Dans certains secteurs de la région du cap Wolstenholme (Charette et Beaudette, 2018), la diorite quartzifère présente peu de variation compositionnelle (non gneissique), mais comprend communément des leucosomes diffus et lenticulaires ainsi que des petits cristaux (0,5 à 1 cm) de plagioclase. La diorite quartzifère possède un rubanement caractéristique marqué par deux types de rubans.

En premier lieu, des rubans leucocrates composent 15 à 20 % de la lithologie; ils sont interprétés comme des leucosomes. Ces rubans sont millimétriques à centimétriques, de granulométrie identique (ou légèrement plus grossière) à la diorite quartzifère et en contact net avec cette dernière. Leur composition est tonalitique, mais peut comprendre une faible proportion de feldspath potassique localement, ce correspond alors à une granodiorite. Les leucosomes sont parfois plissés ou discontinus et généralement concordants avec la gneissosité. Par endroits, ils deviennent plus grossiers et coupent la fabrique planaire. Lorsque les fenêtres d’observation sont suffisantes, il est possible d’observer que ces rubans concordants et sécants produisent une structure en filet typique d’une métatexite. Des amas lenticulaires de clinopyroxène et de hornblende sont également observés et pourraient représenter des mélanosomes. Localement, l’orthopyroxène est observé sous forme de relique au cœur de la hornblende. Dans les secteurs moins migmatitisés, le leucosome forme des amas centimétriques légèrement plus grenus.

En second lieu, des rubans ou des niveaux de diorite, de monzodiorite ou de gabbro plus riches en minéraux ferromagnésiens (25 à 50 %) sont également contenus dans la diorite quartzifère. Représentant 5 à 15 % des affleurements, ceux-ci sont en contact net dans la diorite quartzifère et, par endroits, boudinés. Ils sont de taille centimétrique à décamétrique et concordants avec la foliation. Ces niveaux mafiques sont équigranulaires, à grain moyen et peuvent facilement être confondus avec la sous-unité de gabbro et de diorite sans hypersthène du Complexe de Pingasualuit (nApgs1a). Ils se distinguent toutefois de ces derniers par la présence de biotite, en proportion similaire à la hornblende, et par l’absence de pyroxène.

En lame mince, la fabrique est majoritairement inéquigranulaire et interlobée à amiboïdale. Le plagioclase peut être localement granoblastique et les minéraux ferromagnésiens marquent la foliation. La hornblende est le principal minéral ferromagnésien, suivi de près par la biotite, qui présente, dans quelques lames minces, une teinte rougeâtre. Cette dernière, en plus d’être observée en feuillets, remplace également la hornblende. De la chlorite en altération sur la biotite est présente dans certains rubans. Le quartz est à extinction ondulante et forme couramment de minces lentilles. Du clinopyroxène partiellement ouralitisé est présent localement. Les minéraux accessoires observés sont, en ordre d’importance, le sphène, l’apatite, les minéraux opaques, le zircon, l’épidote, le carbonate et la chlorite (en altération sur la biotite). 

Complexe de Sainte-Hélène 1a (Ashn1a) : Diorite hétérogène mylonitisée

La sous-unité Ashn1a regroupe des affleurements hétérogènes formant une bande E-W localisée dans la partie nord du feuillet 35K01. Dans la majorité des cas, les roches assignées à cette sous-unité sont protomylonitiques, mais des secteurs moins déformés ont aussi été répertoriés. La roche déformée montre une alternance nette ou diffuse de niveaux centimétriques à décimétriques de diorite, de diorite quartzifère, de tonalite et de gabbro amphibolitisé en proportions variables. Cette configuration confère un aspect de gneiss tectonique à la roche. On note aussi des rubans centimétriques à millimétriques leucocrates à porphyroclastes millimétriques à centimétriques de hornblende ± clinopyroxène. Ces derniers pourraient représenter des leucosomes fortement transposés par la déformation. Les rubans ont une composition de diorite quartzifère, localement de monzodiorite quartzifère. Le quartz se présente en rubans millimétriques et le plagioclase forme localement des porphyroclastes millimétriques à centimétriques. Certains niveaux métriques renferment aussi des porphyroclastes millimétriques à centimétriques de grenat.

Dans les secteurs moins déformés, la lithologie principale est une tonalite grenue contenant de nombreux boudins décimétriques à métriques de diorite et de diorite quartzifère. La tonalite est habituellement d’aspect massif, mais renferme des schlierens ou des amas allongés de minéraux ferromagnésiens similaires à ceux observés dans la diorite et la diorite quartzifère, c’est-à-dire à prédominance de hornblende avec des proportions moindres de biotite.

 

Complexe de Sainte-Hélène 2 (Ashn2) : Tonalite grisâtre migmatitisée

La tonalite se distingue de la diorite quartzifère par sa teinte plus claire, des proportions en quartz (18 à 28 %) plus importantes et en minéraux ferromagnésiens (7 à 18 %) plus faibles. La roche est équigranulaire, à grain fin à moyen, et présente couramment un aspect rubané plus ou moins net causé par un pourcentage variable des minéraux principaux. La présence de leucosome blanchâtre à rosé, formant des rubans ou des amas centimétriques à millimétriques diffus, accentue aussi le rubanement. Ce leucosome (10 à 30 %) est légèrement plus grenu que le reste de la roche. Il est de composition tonalitique, plus rarement granodioritique ou granitique. Il est localement plissé ou boudiné et peut contenir des minéraux ferromagnésiens grossièrement grenus. Les affleurements de l’unité Ashn2 présentent aussi jusqu’à 20 % de niveaux et boudins décimétriques à métriques de diorite et de diorite quartzifère ainsi que des niveaux décimétriques de tonalite non rubanée. Localement, une structure mylonitique et des porphyroclastes de feldspath potassique sont observés sur des épaisseurs décimétriques. À l’instar de l’unité Ashn1, la tonalite renferme aussi des niveaux décimétriques à décamétriques mafiques.

En lame mince, la tonalite a une fabrique inéquigranulaire interlobée à amiboïdale, plus rarement granoblastique. Le quartz forme des lentilles à extinction ondulante, en sous-grains et est recristallisé par migration des bordures de grains. Le plagioclase est faiblement saussuritisé et ses macles sont localement déformées. Le feldspath potassique (<5 %) se concentre dans le leucosome. La biotite et la hornblende sont généralement en proportions similaires et alignées dans la foliation, mais la hornblende peut aussi être absente. Certains rubans sont plus riches en biotite et d’autres en hornblende. La biotite est localement remplacée la chlorite; la muscovite rétrograde en plus gros feuillets est aussi observée dans le plagioclase ou au sein de la matrice. Les minéraux accessoires observés sont le zircon, l’apatite, l’allanite, l’épidote, le sphène et le carbonate.

Complexe de Sainte-Hélène 2a (Ashn2a) : Gneiss tonalitique

La sous-unité Ashn2a possède les mêmes caractéristiques que la tonalite de l’unité Ashn2, à l’exception d’un plus faible taux de migmatitisation et la présence d’un aspect gneissique. Le rubanement est net, défini par une alternance millimétrique à centimétrique de rubans de tonalite gris moyen, de tonalite blanche et de diorite quartzifère gris foncé. Le leucosome représente <10 % de la roche.

 

Complexe de Sainte-Hélène 3 (Ashn3) : Diatexite

La diatexite du Complexe de Sainte-Hélène est de type à schlierens ou à radeaux. Le leucosome représente >50 % de la roche et sa composition varie de tonalitique à granitique. La granulométrie est variable, quoique majoritairement à grain moyen. Les radeaux sont centimétriques à décimétriques et formés de tonalite gneissique, de diorite quartzifère et de diorite. Ils peuvent être tabulaires, lenticulaires ou arrondis et représentent 10 à 35 % de la roche, selon le degré de fusion partielle. Les schlierens sont dominés par la biotite, mais peuvent contenir de la hornblende. Le contact entre la tonalite migmatitisée de l’unité Ashn2 et la diatexite de l’unité Ashn3 est transitionnel et marqué par une augmentation de la proportion de leucosome.

Complexe de Sainte-Hélène 4 (Ashn4) : Diorite quartzifère et monzodiorite quartzifère mouchetées

L’unité Ashn4 est majoritairement composée de diorite quartzifère et de monzodiorite quartzifère, mais comprend une proportion moindre de diorite. Cette unité est spatialement associée aux autres unités du Complexe de Sainte-Hélène avec lesquelles elle se trouve en contact diffus à transitionnel. Pour ces raisons, bien que le caractère intrusif soit couramment mieux préservé, Vanier et Lafrance (2020) ont assigné ces roches au Complexe de Sainte-Hélène. La roche est à grain moyen, magnétique et d’aspect plus homogène que les autres unités du Complexe de Sainte-Hélène, bien qu’elle comprenne localement une phase diffuse plus grenue qui semble associée à un mélange de magma. Son aspect moucheté est causé par la présence de 12 à 25 % de minéraux ferromagnésiens formant des amas millimétriques allongés ou non dans la foliation. Ceux-ci sont représentés par des proportions variables de biotite et de hornblende, cette dernière étant localement absente. Sur certains affleurements, l’unité Ashn4 est injectée par du granite sous forme de rubans centimétriques à millimétriques coupant la foliation à faible angle. Dans ces secteurs, la diorite et la monzodiorite quartzifère prennent un aspect rubané non gneissique.

En lame mince, la roche à un aspect intrusif avec des grains xénomorphes de granulométrie variable; des grains plus fins étant couramment observés autour des grains de plagioclase les plus grossiers. Le feldspath potassique (0 à 7 %) est rarement maclé et difficile à identifier; l’orthose perthitique semble être la phase principale. Les macles du plagioclase ont été affectés par la déformation, et le quartz (2 à 15 %) présente une extinction ondulante et en sous-grains. La biotite est localement chloritisée et le plagioclase est partiellement séricitisé, développant même des feuillets de muscovite plus grossiers. Les minéraux accessoires comprennent systématiquement les minéraux opaques, le zircon et l’apatite, plus rarement l’épidote, l’allanite et le sphène.

Épaisseur et distribution

Le Complexe de Sainte-Hélène forme des masses allongées et plissées kilométriques réparties dans l’ensemble du secteur ouest du Domaine de Narsajuaq. Il forme aussi deux structures ovoïdes, une première de ~4 km sur 7 km dans la région du lac Nallujaq (feuillet 35F13), et une seconde ~11 km sur 20 km dans la région du lac Routhier (feuillet 35K08).

Datation

Les analyses U-Pb réalisées sur un échantillon de tonalite prélevé dans la région du cap Wolstenholme (affleurement 17-BC-6021Charette et Beaudette, 2018) indiquent que le pluton a cristallisé autour de 2794 Ma (Davis et Sutcliffe, 2018). Les analyses les plus jeunes proviennent des zones montrant une zonation bien développée, ce qui indique que la dispersion des âges est probablement associée à une perte de Pb par diffusion au Paléoprotérozoïque, plutôt qu’à la présence d’une phase plus jeune.
 
Unité Numéro d’échantillon Système isotopique Minéral Âge de cristallisation (Ma) (+) (-) Référence(s)
Ashn2

17-BC-6021A

U-Pb Zircon 2794 21 21 Davis et Sutcliffe, 2018

 

Relation(s) stratigraphique(s)

Les unités du Complexe de Sainte-Hélène sont coupées par le monzogranite moucheté du Complexe de Tasialuk Allipaaq et par des injections pegmatitiques de la Suite de Sanningajualuk. Elles se présentent aussi en enclaves au sein de ces deux unités. Les contacts avec les intrusions mafiques du Complexe de Pingasualuit, les roches métasédimentaires du Complexe d’Erik Cove, la monzonite quartzifère de la Suite de Suluraaq et les intrusions felsiques à hypersthène de la Suite de Navaataaq sont tectonisés.

Paléontologie

Ne s’applique pas.

Références

Publications accessibles dans SIGÉOM Examine

 

CHARETTE, B., BEAUDETTE, M. 2018. Géologie de la région du cap Wolstenholme, Orogène de l’Ungava, Province de Churchill, sud-est d’Ivujivik, Québec, Canada. MERN. BG 2018-03BG 2018-03, 2 plans. Disponible à http://gq.mines.gouv.qc.ca/bulletins-geologiques/cap-wolstenholme/.

DAVIS, D W., SUTCLIFFE, C N. 2018. U-Pb Geochronology of Zircon and Monazite by LA-ICPMS in Samples from Northern Quebec. UNIVERSITY OF TORONTO. MB 2019-01MB 2019-01, 113 pages. Disponible à http://gq.mines.gouv.qc.ca/documents/EXAMINE/MB201901.

VANIER, M A., LAFRANCE, I. 2020. Géologie de la région du lac Sirmiq, Orogène de l’Ungava, Nunavik, Québec, Canada. MERN. BG 2020-02BG 2020-02, 1 plan. Disponible à http://gq.mines.gouv.qc.ca/bulletins-geologiques/lac-sirmiq/.

 

Autres publications

ST-ONGE, M.R., LUCAS, S.B., PARRISH, R.R. 1992. Terrane accretion in the internal zone of the Ungava orogen, northern Quebec. Part 1: tectonostratigraphic assemblages and their tectonic implications. Canadian Journal of Earth Sciences; volume 29, pages 746-764. doi.org/10.1139/e92-064

ST-ONGE., M.R., LUCAS, S.B. 1992. New insight on the crustal structure and tectonic history of the Ungava Orogen, Kovik Bay and Cap Wolstenholme, Quebec. In Current Research, Part C; Geological Survey of Canada, Paper 92-1 C, pages 31-41. doi.org/10.4095/132842

 

 

Citation suggérée

Ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles (MERN). Complexe de Sainte-Hélène. Lexique stratigraphique du Québec. http://gq.mines.gouv.qc.ca/lexique-stratigraphique/province-de-churchill/complexe-de-sainte-helene [cité le jour mois année].

 

Collaborateurs

Première publication

Benoit Charette, géo., M. Sc. benoit.charette@mern.gouv.qc.ca; Mélanie Beaudette, géo. stag., B. Sc. melanie.beaudette@mern.gouv.qc.ca (rédaction)

Mehdi A. Guemache, géo., Ph. D. (coordination); anonyme (lecture critique); Simon Auclair, géo., M. Sc. (révision linguistique); Céline Dupuis, géo., Ph. D. (version anglaise); Yan Carette (montage HTML).

Révision(s)

Isabelle Lafrance, géo., M. Sc. isabelle.lafrance@mern.gouv.qc.ca; Marc-Antoine Vanier, ing. jr, M. Sc. marc-antoine.vanier@mern.gouv.qc.ca (rédaction)

Mehdi A. Guemache, géo., Ph. D. (coordination); Benoit Charette, géo., M. Sc. (lecture critique); Simon Auclair, géo., M. Sc. (révision linguistique); Céline Dupuis, géo., Ph. D. (version anglaise); André Tremblay (montage HTML). 

 
24 avril 2018