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Formation d’Hellancourt
Étiquette stratigraphique : [ppro]he
Symbole cartographique : ​pPhe

Première publication : 2 mai 2018
Dernière modification :

 

 

Subdivision(s) informelle(s)
La numérotation ne reflète pas nécessairement la position stratigraphique.
 
pPhe6 Basalte amphibolitisé
pPhe5 Basalte porphyrique (tacheté) à plagioclase
pPhe4 Pyroclastites mafiques
pPhe3 Ardoise noire, localement pyriteuse, et schiste à biotite
pPhe2 Basalte massif
pPhe1 Basalte coussiné
pPhe Basalte massif ou coussiné, un peu de roches pyroclastiques mafiques et sédimentaires, de mudrock et d’amphibolite
 
Auteur :Sauvé et Bergeron, 1965
Âge :Paléoprotérozoïque
Coupe type : 
Région type :Région du lac Hellancourt (feuillet SNRC 24K04)
Province géologique :Province de Churchill
Subdivision géologique :Orogène du Nouveau-Québec / Fosse du Labrador / Zones lithotectoniques de Gérido et de Payne
Lithologie :Basalte, gabbro, mudrock, roches pyroclastiques et amphibolite
Type :Lithostratigraphique​
Rang :Formation
Statut :Formel
Usage :Actif

 

Unité(s) apparentée(s)
  • Groupe de Koksoak
    • Formation d’Hellancourt
    • Formation de Baby supérieur
    • Formation de Baby moyen
    • Formation de Baby inférieur
    • Formation de Baby

 

 

Historique

L’unité a été décrite à l’origine par Sauvé et Bergeron (1965) au cours de la cartographie géologique de la région des lacs Gerido et Thévenet. Ces auteurs ont nommé les roches volcaniques composant la formation d’après le nom du lac Hellancourt (feuillet 24K04) où la formation a été étudiée en détail. Elle a ensuite été cartographiée par Bérard (1965) près de la marge ouest de la Fosse au sud du lac Bérard (feuillet 24L08), par Clark (1979, 1980) dans la région de la rivière Koksoak au sud de la latitude 58 °N et dans le Synclinal de Roberts, au nord de Kangirsuk, à l’extrême nord de la Fosse du Labrador (Hardy, 1976 ; Bilodeau et Caron-Côté, 2018).

 

Description

Formation d’Hellancourt (pPhe) : Basalte massif ou coussiné, un peu de roches pyroclastiques mafiques, de mudrock et d’amphibolite

La Formation d’Hellancourt appartient au Groupe de Koksoak et regroupe la majorité des roches volcaniques de composition mafique du deuxième cycle volcanosédimentaire de la Fosse du Labrador (Clark et Wares, 2004). La plupart des roches ont la particularité d’être semblables tant d’un point de vue compositionnel, pétrographique que chimique. Elles ont initialement été définies comme une séquence formée de laves massives à la base et d’une abondance de laves en coussins au sommet (Sauvé et Bergeron, 1965).

Dans la région du Synclinal de Roberts, au nord de Kangirsuk (feuillet 25D01), l’unité se subdivise de la base au sommet en une séquence indifférenciée (pPhe) composée de basalte caractérisé par l’absence de structure particulière et renfermant des gabbros mouchetés (tachetés). Ces derniers sont interprétés comme des filons-couches ou des coulées grenues. On retrouve des laves à structure tachetée essentiellement à la base de la séquence, mais aussi à quelques niveaux supérieurs (Sauvé et Bergeron, 1965). Les passages de gabbro dont la puissance est la plus élevée sont regroupés dans l’unité pPhe5. Cette unité est d’abord surmontée de basalte coussiné (pPhe1), puis de basalte massif (pPhe2), dont certains niveaux sont injectés de sills de gabbro (pPhe5) et d’autres renferment de minces niveaux d’ardoise noire (pPhe3), sulfurés pour certains. Le basalte ayant subi un métamorphisme plus élevé a été recristallisé en amphibolite à hornblende (pPhe6). Une sous-unité de pyroclastites mafiques (pPhe4) a été reconnue dans la partie centre-nord de la Fosse du Labrador (Goulet, 1986), mais n’a pas d’équivalent identifié dans la région de Kangirsuk. Les seules roches intrusives observées sont les filons-couches de gabbro. Aucune cheminée volcanique ni dyke nourricier n’a été reconnu. L’hypothèse retenue est que les dykes nourriciers sont situés à l’extérieur du territoire. Il est également possible que des plis compliquent l’interprétation (Sauvé et Bergeron, 1965).

Les échantillons de basalte de l’Hellancourt prélevés en 2017 révèlent une signature d’affinité tholéiitique. Les ratios d’éléments immobiles Nb/Y et Zr/TiO2 permettent de caractériser l’évolution chimique du magma dans le temps (Winchester et Floyd, 1977). Les résultats présentent des ratios Zr/TiO2 sans variation significative, indiquant une composition homogène de basalte à la limite des basaltes transitionnels. Les ratios Nb/Y révèlent une composition légèrement plus alcaline des roches de la moitié basale (pPhe et pPhe5) par rapport à celles de la moitié sommitale (pPhe1 et pPhe2). Les profils des terres rares indiquent un fractionnement plus important du magma à la base de la séquence et un sommet issu d’une source moins évoluée ou ayant connu un temps de résidence moins important dans la croûte.

 

Formation d’Hellancourt 1 (pPhe1) : Basalte coussiné

L’unité de basalte coussiné de la Formation d’Hellancourt (pPhe1) est constituée de roche aphanitique et homogène formant des coussins décimétriques à métriques. La roche est généralement massive, mais comprend des zones schisteuses attribuées soit à de petits niveaux renfermant des sédiments, soit à de petits corridors de déformation ou encore à des basaltes davantage carbonatés, chloriteux ou altérés. L’unité comprend un pourcentage non estimé de gabbro, généralement interprété comme des intrusions métriques à décamétriques, sub-concordantes à concordantes et contemporaines aux autres sous-unités de l’Hellancourt (pPhe, pPhe2 et pPhe5). L’unité renferme également des niveaux pluri-décimétriques à 3 m de puissance d’argilite noire schisteuse (pPhe3), parfois graphiteuse ou sulfurée.

Les coussins sont jointifs et généralement bien individualisés par des bordures de trempe composées de matériel de couleur sombre et aphanitique. Leur structure est sous forme de matelas, de petits pains ou de ballons (Sauvé et Bergeron, 1965). Les coussins ne sont généralement pas vésiculaires (Sauvé et Bergeron, 1965), mais la moitié supérieure de l’unité renferme des cavités tabulaires (Clark, 1980). Le sommet des coussins renferme des nodules plurimillimétriques allongés de quartz et de carbonate interprétés comme des amygdules, lesquelles sont communes dans la région du Synclinal de Roberts (feuillets 25C04 et 25D01). On retrouve peu d’espace intercoussins remplis de matériel scoriacé, de boules de laves, de quartz et de carbonate (Sauvé et Bergeron, 1965). Les joints polygonaux sont également observés localement. Aussi, des niveaux centimétriques à décimétriques de matériel bréchifié ou très fracturé correspondent possiblement à des faciès d’hyaloclastites.

Les échantillons types de basalte coussiné de la région du synclinal de Roberts sont homogènes, massifs et aphanitiques à très finement grenus pour la plupart et de granulométrie fine à moyenne pour les autres. La patine d’altération est typiquement brunâtre, pouvant localement être confondue avec celle d’une roche ultramafique. La cassure fraîche arbore communément une couleur gris-verdâtre clair et rarement des teintes de bleu-grisâtre ou bleu sombre à noirâtre.

L’unité présente une structure microlithique, composée d’environ 50 % de matrice de plagioclase, quartz, micas (chlorite et séricite), petites amphiboles aciculaires et épidote. La roche est composée jusqu’à 50 % de petits phénocristaux (< 5 mm) de minéraux aciculaires interprétés dans la plupart des échantillons comme étant de l’actinote ou de la trémolite. La roche semble souvent altérée, comme le témoigne les pseudomorphes de phénocristaux de plagioclase et les paragenèses d’altération et de métamorphisme se répètent d’un endroit à l’autre. La chlorite, les carbonates et les minéraux métalliques sont des constituants mineurs dans la plupart des échantillons. Les carbonates se retrouvent à la fois dans la matrice, en veinules et en petits phénocristaux. L’épidote secondaire apparait généralement comme phase tardive en petits cristaux automorphes dans quelques échantillons. Le verre est parfois encore visible en microscopie (Sauvé et Bergeron, 1965).

Les basaltes coussinés sont localement injectés de fines veines irrégulières et discontinues de quelques millimètres à quelques centimètres de puissance, en relation de recoupement de la stratification, ou en fentes d’extension associées à des zones de déformation. Ces veines se composent de quartz, de quartz-carbonate, de quartz-carbonate-chlorite, de carbonate uniquement ou de chlorite uniquement. Les veines sont antérieures au métamorphisme et la déformation puisqu’elles sont coupées par les amphiboles. Les veines sont particulièrement communes en bordure et entre les coussins et les zones renfermant des interlits de mudrock. Les veines composées de carbonate et de chlorite sont courantes dans les zones sulfurées.

La pétrographie et la géochimie des gabbros sont assez similaires à celles des basaltes. Les gabbros se différencient par leur granulométrie fine à moyenne et leur contenu en phénocristaux d’amphibole ou de plagioclase altérés, leur procurant une structure mouchetée caractéristique.

 

Formation d’Hellancourt 2 (pPhe2) : Basalte massif

L’unité de basalte massif (pPhe2) partage plusieurs caractéristiques compositionnelles et structurales avec l’unité de basalte coussiné (pPhe1) la surmontant. Une partie de cette sous-unité correspond possiblement aux basaltes massif à schisteux de la sous-unité indifférenciée (pPhe), sans toutefois renfermer de basalte moucheté (ou très peu), un faciès interprété soit comme des filons-couches de gabbro ou des laves grenues. Le basalte massif renferme des niveaux de shale noir friable, pauvre en matière carbonée et de rares niveaux moyennement grenus, interprétés comme un microgabbro. Certaines de ces intrusions pourraient être de composition ultramafique. La relation entre le basalte et le gabbro est souvent ambigüe, les contacts étant flous et difficiles à distinguer. Ceux-ci correspondent à des zones particulièrement riches en carbonates comme en témoigne la présence de petits amas de calcite. La similarité géochimique complique également l’assignation cartographique des coulées et des sills.

L’unité est généralement constituée de roche massive, homogène et de granulométrie variant de fine à très fine, voire aphanitique, rarement empreinte d’une fabrique de déformation. Elle se caractérise par une très faible variabilité structurale et compositionnelle. La couleur de la roche s’apparente à celle du basalte coussiné, soit beige-verdâtre en patine altérée et gris verdâtre en cassure fraîche.

Les composantes distinctives sont la présence de cristaux grossiers de plagioclase et d’amphiboles dominées par l’actinote et, en moindres mesures, la trémolite et la hornblende. Ces minéraux sont généralement altérés en séricite et chlorite. Une deuxième génération de chlorite cristallisée en amas de lattes parallèles marque la schistosité principale, accentuant par endroits  la structure lépidoblastique. La titanite constitue une phase mineure qui est cependant caractéristique de la Formation d’Hellancourt dans son ensemble. Les autres minéraux matriciels et secondaires inclus l’épidote, le quartz et jusqu’à 2 % de sulfures disséminés, dont la pyrite framboïdale. La roche renferme très peu de carbonate, mais les cavités de dissolution sont fréquemment observées en affleurement. Une autre particularité de cette sous-unité est la présence de porphyroblastes centimétriques de chlorite distribués de manière hétérogène dans la roche. Ces derniers indiquent que la roche a été métamorphisée au faciès des schistes verts, voire au faciès supérieur des schistes verts pour les secteurs contenant de la hornblende. Le grenat n’a pas été observé dans cette unité.

L’origine des niveaux schisteux concordants à la stratification n’a pas été approfondie. La schistosité est locale, peu pénétrative et ne semble pas associée à des variations pétrographiques particulières, des changements de lithologies ou des couloirs de cisaillement. Les zones déformées présentent plutôt une schistosité anastomosée, une décoloration de la roche, une fracturation, une silicification ou une abondance de veines de quartz ou de carbonate et des veinules de chlorite noire.

Formation d’Hellancourt 3 (pPhe3) : Ardoise noire, localement pyriteuse, et schiste à biotite

Les niveaux d’ardoise interstratifié dans l’empilement volcanique forment des unités sédimentaires de faible extension et de puissance variant de <10 m à >30 m (Clark, 1980; Fournier, 1981; Wares et Goutier, 1989). La roche présente de minces lamines communément ondulées. Par endroits, des rides de courant ainsi qu’une stratification entrecroisée sont observées (Clark, 1980). L’ardoise est habituellement graphiteuse et localement pyriteuse. Elle est noire ou gris foncé en surface fraîche et s’altère en rouille en raison de l’oxydation de la pyrite, laquelle s’observe couramment en minces lamines parallèles au litage ainsi qu’en cristaux cubiques (Clark, 1980; Fournier, 1981). Les niveaux d’ardoise noire graphitique sont d’origine sédimentaire ou volcano-sédimentaire (Clark, 1980).

Dans la région du Synclinal de Roberts, l’unité consiste en quelques lits de schiste ardoisier à grain très fin. Cette roche est noire en cassure fraîche et montre une surface entièrement altérée et friable de couleur rouille. Le schiste est composé de quartz (33 à 67 %), de biotite (20 à 54 %), de muscovite (0 à 12 %), de chlorite (0 à 16 %), d’épidote (0 à 8 %) et de plagioclase (1 à 25 %). Les minéraux accessoires sont la hornblende, le microcline, le grenat, les minéraux opaques, la calcite, l’apatite et la tourmaline (Hardy, 1976).

Formation d’Hellancourt 4 (pPhe4) : Pyroclastites mafiques

Les pyroclastites mafiques (pPhe4) interstratifiées dans la séquence de basalte sont peu abondantes dans la Formation d’Hellancourt. Elles comprennent des roches pyroclastiques mafiques, des brèches de sommet de coulées, des brèches de coussins et rarement du tuf mafique et du chert. Les brèches volcaniques forment des niveaux d’une épaisseur variant entre 0,3 et 1 m (Fournier, 1981) et pouvant aller jusqu’à 5 m (Sauvé et Bergeron, 1965). Ces niveaux bréchiques sont intercalés avec les coulées de basalte coussiné ou constituent le sommet de coulées coussinées ou massives (Clark, 1979, 1980; Fournier, 1981). Ils sont formés de matériel fragmentaire de composition basaltique montrant dont les structures ressemblent à de petits coussins (Clark, 1980). Les fragments, de forme angulaire, subarrondie ou irrégulière ont un diamètre variant entre <1 cm et environ 30 cm et avec un arrangement serré. La matrice est formée de carbonate, de quartz et de chlorite (Sauvé et Bergeron, 1965 ; Clark, 1979, 1980 ; Fournier, 1981). Le tuf basaltique se présente en niveaux de quelques mètres d’épaisseur (Clark, 1980).

Une brèche de coulée de 3 m d’épaisseur constituée de matériel hyaloclastique a été observée par Goulet (1986) à la baie aux Feuilles (feuillet 24K13). Goulet (1995) rapporte également la présence de conglomérat chenalisé intercalé entre des coulées de basalte coussiné. Les lits de conglomérat ont une épaisseur inférieure à 3 m. Ils sont constitués de lave vésiculaire, de gabbro pyriteux, d’argilite et de fragments de pyrite. Les cailloux sont de forme arrondie à subarrondie et leur diamètre dépasse rarement 10 cm. La matrice, caractérisée par une couleur très foncée, est composée de tuf remanié (Goulet, 1995).

Formation d’Hellancourt 5 (pPhe5) : Basalte porphyrique (tacheté) à plagioclase

La sous-unité pPhe5 regroupe les affleurements où le métagabbro moucheté et le basalte porphyrique prédominent par rapport aux autres sous-unités basaltiques de la Formation d’Hellancourt. Dans la région du Synclinal de Roberts, cette unité est surtout présente au sein des basaltes massifs à schisteux à la base de la séquence volcanique (pPhe).

La roche se caractérise par une homogénéité, une granulométrie variant de fine à moyenne et une structure mouchetée (tachetée) qui leur est propre. Elle peut être interprétée comme des filons-couches de gabbro microgrenu ou des laves grenues, leur composition et leur signature géochimique étant similaire au basalte à grain fin qui l’encaisse. Les contacts entre le gabbro et le basalte sont généralement peu marqués, progressifs ou non apparents, ce qui accentue les similitudes entre ces lithologies. La puissance des filons-couches est estimée à quelques dizaines de mètres.

Une variété de sills de gabbro interprétés comme des intrusions tardi à postvolcaniques se singularisent par des contacts francs et des épontes basaltiques particulièrement schisteuses et altérées. Par contre, leurs affinités géochimique et structurale avec les autres gabbros favorisent leur intégration à la Formation d’Hellancourt. D’autres gabbros arborent une structure sub-ophitique, caractéristique qui sont davantage attribuables aux filons-couches du Montagnais (pPmon). Les relations de terrain et la nature des contacts avec les basaltes confortent toutefois leur appartenance à l’Hellancourt.

La roche est généralement mésocrate, avec une couleur brunâtre en patine altérée pouvant être confondue avec celle du basalte. Elle arbore une couleur gris verdâtre à brun verdâtre foncé en cassure fraîche, lui procurant localement un aspect mélanocrate. Les principales composantes sont les amphiboles aciculaires et le plagioclase. L’unité se distingue des autres sous-faciès de l’Hellancourt par la présence de phénocristaux de plagioclase damouritisé ou d’amphibole chloritisée, le meilleur critère pour leur identification sur le terrain. Certains échantillons semblent contenir un peu de hornblende. Les composantes secondaires sont la chlorite, l’épidote, le carbonate et la titanite, cette dernière étant omniprésente dans tous les faciès de l’Hellancourt. L’épidote peut constituer jusqu’à 20 % de la roche, surtout en petits cristaux idiomorphes d’origine métamorphique, mais aussi en veinules ou associée aux plagioclases altérés. Les sulfures représentent jusqu’à 2 à 3 % de la roche et se concentrent dans les microfractures.

Les roches sont couramment injectées de veinules, de veines ou d’amas atteignant 5 cm de largeur et composés de matériel de faible dureté et noirâtre interprété comme étant de la chlorite. Cette dernière est également un constituant des veines de quartz qui abondent dans le plan de schistosité, ainsi que le carbonate, comme en témoignent les cavités de dissolution dans les veines et la roche encaissante.

Formation d’Hellancourt 6 (pPhe6) : Basalte amphibolitisé

L’amphibolite de la Formation d’Hellancourt (pPhe6) est interprétée comme étant un équivalent de grade plus élevé de métamorphisme des autres sous-unités de l’Hellancourt. La perte complète de structures primaires liée au métamorphisme ne permet pas de savoir avec certitude à laquelles des sous-unités originelles la roche appartient. Sur le terrain, les roches de l’unité pPhe6 peuvent être confondues avec certains métasédiments de couleur foncée. Les amphibolites sont généralement grises à vert foncé à noirâtre.

La roche est à grain fin à très fin, granoblastique, équigranulaire et généralement mésocrate et rubanée. L’amphibolite est composée en moyenne de 60 % d’amphibole et de 40 % de plagioclase. Les rubans d’amphiboles sont largement dominés par une hornblende trapue recristallisée, l’actinote étant rare. Les cristaux de plagioclase sans macle s’associent au quartz pour former une alternance de rubans leucocrates.

Au sud le rivière Arnaud (feuillets 24N12 et N13), l’amphibolite est composée d’environ 5 % de grenat coronitique, résultant d’une pression métamorphique plus élevée que celle ayant affecté les roches du Synclinal de Roberts. Le grenat est à grain moyen, poecilitique à inclusions de quartz ou de plagioclase, à distribution homogène et entouré de quartz.

Épaisseur et distribution

La Formation d’Hellancourt appartient au deuxième cycle volcanosédimentaire de la Fosse du Labrador. Elle affleure abondamment dans les régions centre-nord (sud-ouest de Kuujjuaq) jusqu’à l’extrême nord de la Fosse (nord de Kangirsuk). Dans la région de Kuujjuaq, la puissance de l’unité a été évaluée entre 1000 et 1500 m sur le flanc ouest d’un pli régional, l’épaisseur étant réduite sur le flanc est en raison d’une zone de cisaillement (Sauvé et Bergeron, 1965). Dans la région de Kangirsuk, l’Hellancourt constitue la plus épaisse des unités paléoprotérozoïques. Sur le Synclinal de Roberts, la puissance de l’unité varie également de manière significative en raison de la présence de nombreux plis locaux et de l’écaillage de la séquence le long des fronts de chevauchement à l’est du synclinal. Sa puissance est grossièrement évaluée à un minimum de 1500 m sur le flanc est et jusqu’à 8000 m sur le flanc ouest.

Datation

Un dyke de gabbro gloméroporphyrique en injection dans les strates sommitales de la Formation d’Hellancourt a été analysé pour contraindre l’âge de la fin du volcanisme dans la région de la baie aux Feuilles (Machado et al., 1997). La moyenne des résultats révèle un âge de 1874 ±3 Ma qui a été corrélé à un âge de 1870 ±4 Ma obtenu pour une rhyodacite dans la partie supérieure de la Formation de Murdoch. Les auteurs concluent que l’âge de l’Hellancourt est de 10 à 14 Ma plus jeune que celui des formations de fer de la Formation de Sokoman.

 

Relations stratigraphiques

La Formation d’Hellancourt surmonte les turbidites de la Formation de Menihek avec un contact interdigité sur une zone de transition d’au moins 1 km. Le contact cartographique entre les deux unités apparait lorsque la proportion de basalte au sommet du Menihek dépasse 50 % en affleurement. L’unité surmontant stratigraphiquement l’Hellancourt est complètement érodée dans la région du Synclinal de Roberts.

La polarité normale des sous-unités de l’Hellancourt se traduit comme suit : une séquence indifférenciée basale (pPhe) recoupée par d’abondants sills de gabbro moucheté (pPhe5), dont certains sont possiblement des laves grenues à contacts progressifs, surmontés de coulées massives (pPhe2), puis coussinées (pPhe1) au sommet. Certaines des sous-unités sommitales sont injectées de gabbro (pPhe5) et d’autres renferment de minces niveaux d’ardoise noire (pPhe3) et des amas sulfurés. Tous les contacts sont francs et interdigités. On note quelques exceptions où les coulées massives passent latéralement à des laves coussinées (Sauvé et Bergeron, 1965). Les filons-couches de gabbro (ou coulées grenues) de la sous-unité pPhe5 ont été observés en alternance avec des mudrocks et des arénites quartzitiques de la Formation de Menihek (pPme), sous-jacente à l’Hellancourt. On peut suivre sans interruption la base de l’Hellancourt en contact avec le membre ferrifère de la Formation de Baby supérieur dans la région de Kuujjuaq, sans que le Menihek soit présent (Sauvé et Bergeron, 1965). Finalement, il ne semble pas y avoir de relation apparente entre la Formation d’Hellancourt et les autres unités mafiques de la région, qu’il s’agisse des filons-couches de Montagnais ou l’Intrusion de la Baie Kyak.

Paléontologie

Ne s’applique pas.

Références

Auteur(s)TitreAnnée de publicationHyperlien (EXAMINE ou Autre)
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2 mai 2018