Retty et Norman (1938) décrivent d’abord des roches volcaniques (roches vertes), un peu de tuf, de l’agglomérat et de petits corps intrusifs dans la région située au sud du lac Hébert (feuillet SQRC 32G03-200-0201). Milner (1939) et Freeman (1940) décrivent des roches volcaniques et sédimentaires du Keewatin dans les régions du lac aux Loutres et de la rivière Saint-Cyr (feuillets SNRC 32B13 et 32G04) et de la rivière de l’Aigle (feuillet 32G03), respectivement. Ces roches volcano-sédimentaires sont par la suite décrites plus précisément par différents auteurs dans différentes régions (voir le tableau ci-dessous). Cependant, elles ne sont ni différenciées ni nommées et elles ne correspondent pas uniquement à la Formation de Chanceux, incluant en partie les formations de Macho, d’Urban et de Fecteau.

Dans les travaux plus récents du Ministère, la Formation de Chanceux n’est pas différenciée de la Formation de Macho (Amac) et d’une petite partie du Complexe de Barry (Abry) par Simard et al. (1998) et Bandyayera et al. (2002), mais des subdivisions sont tout de même identifiées (voir le tableau des équivalences ci-dessous). L’unité est nommée par Bandyayera et al. (2004) en référence au lac Chanceux situé dans le feuillet 32G03-200-0101. Ces auteurs la divisent en trois unités informelles (Achx1 à Achx3) en fonction du type de roche (ignée ou sédimentaire), de la nature extrusive ou intrusive de la roche ignée et de la composition de la roche volcanique (voir le tableau ci-dessous). Cependant, une unité de tuf intermédiaire contenant des niveaux de composition basaltique à andésitique et des lentilles de roches volcanoclastiques felsiques correspondant à la Formation de Chanceux est toujours associée à la Formation de Macho (Amac3 dans le tableau ci-dessous). C’est Bandyayera et al. (2005) et Rhéaume et Bandyayera (2005a-e, 2007) qui différencient complètement la Formation de Chanceux des unités adjacentes. Ces auteurs ajoutent également à la Formation de Chanceux la portion de l’unité de tuf à lapillis et à blocs de composition intermédiaire (Achx4) définie par Bandyayera et al. (2004) qui est localisée à l’est de la Faille de la Concession (feuillets 32G03-200-0102 et 32G02-200-0101). Finalement, les contours de l’unité Achx3 telle que définie par ces auteurs sont révisés et une proportion de roches volcaniques et volcanoclastiques intermédiaires sont réassignées à l’unité nAchx4 (H. Hammouche, communication personnelle, 30 novembre 2021). L’unité nAchx4 n’est donc plus limitée à la portion de la Formation de Chanceux située à l’est de la Faille de la Concession.

La Formation de Chanceux comprend une unité de basalte (60 %, nAchx1), du gabbro synvolcanique massif (2 %, nAchx2), une unité de tuf felsique et de roche volcanique felsique interstratifiés de wacke et de mudstone (33 %, nAchx3) et, finalement, une unité de tuf intermédiaire et de basalte andésitique contenant localement des roches des autres unités (5 %, nAchx4) (Rhéaume et Bandyayera, 2007). Les lithologies de composition mafique présentent une signature tholéiitique de plancher océanique alors que les lithologies de composition intermédiaire ou felsique présentent une signature calcoalcaline à transitionnelle d’îles en arc. Des zones minéralisées de type sulfures massifs volcanogènes (SMV) sont associées à des zones d’altération volcanogènes en séricite et chlorite de la Formation de Chanceux (Bandyayera et al., 2004).

Formation de Chanceux 1 (nAchx1) : Basalte aphyrique massif, coussiné ou bréchique, localement porphyrique; dykes felsiques

L’unité nAchx1 est constituée de basalte massif, coussiné ou bréchique, généralement aphyrique et fortement déformé (Bandyayera et al., 2004). Le basalte est typiquement aphanitique, localement porphyrique (1 à 15 % de phénocristaux de plagioclase) ou vésiculaire (2 à 10 % de vésicules). Les phénocristaux sont généralement prismatiques et rarement arrondis, mesurant <1 cm de longueur. Le contact avec l’unité de wacke et de roches felsiques (nAchx3) est majoritairement net et abrupt. Dans les zones de faille et de cisaillement, le basalte est mylonitique, schisteux (schiste à chlorite-carbonate), marqué par un clivage de crénulation et coupé par des dykes felsiques fortement fracturés. Il est typiquement ankéritisé, épidotisé, chloritisé et contient localement de la pyrite, de la fuchsite et de la magnétite. En lame mince, la minéralogie du basalte est dominée par un assemblage de minéraux d’altération : du carbonate (20 à 70 %), du quartz (5 à 20 %), du plagioclase séricitisé (20 à 50 %), de la chlorite (5 à 15 %) et de l’épidote (1 à 5 %). Le carbonate remplace le plagioclase ou se présente sous forme de veinules. Le quartz est omniprésent, sous forme de veinules ou de grains disséminés, étirés et subarrondis. Des réseaux de veines de quartz-carbonates ± pyrite, contenant des valeurs anomales en or (Au) et en argent (Ag), sont observées par endroits. Ces veines sont communément boudinées, cisaillées, démembrées et transposées dans les plans de la schistosité régionale E-W.

Formation de Chanceux 2 (nAchx2) : Gabbro massif

L’unité nAchx2 comprend des filons-couches de gabbro facilement circonscrits grâce à leur signature magnétique fortement positive (Bandyayera et al., 2004). Le gabbro est verdâtre en cassure fraiche, gris verdâtre en surface altérée, de granulométrie moyenne à grossière, très homogène, massif, localement cisaillé et à structure ophitique (Bandyayera et al., 2004). Il contient, par endroits, 2 à 5 % de quartz bleu. En lame mince, la roche est constituée de hornblende bleue ou verte (50 à 70 %) en remplacement du pyroxène, de plagioclase séricitisé ou chloritisé (30 à 50 %), de quartz (2 à 10 %) et de carbonate (1 à 3 %). Le quartz est localement pœcilitique et englobe du pyroxène amphibolitisé. Les minéraux accessoires sont l’épidote et les minéraux opaques.

Formation de Chanceux 3 (nAchx3) : Tuf et roche volcanique felsiques interstratifiés de grauwacke et de mudstone graphitique et/ou pyriteux

L’unité nAchx3 se compose d’alternances de lits, d’épaisseur millimétrique à centimétrique, de tuf fin, de tuf à lapillis, de tuf à lapillis et à blocs, avec du mudstone noir graphitique et du grauwacke (Bandyayera et al., 2004). L’unité contient également, en moindre proportion, des niveaux de roche volcanique rhyolitique gris blanchâtre porphyrique à phénocristaux de quartz bleu ainsi que des niveaux de basalte massif ou coussiné, fortement ankéritisé. L’ensemble de l’unité nAchx3 est coupé par des veines de quartz bleu ou gris. Le tuf et le mudstone sont, par endroits, laminaires et granoclassés, permettant de déduire la polarité localement. La base de la séquence est beige, massive et à grain moyen, tandis que le sommet présente patine d’altération noire, une granulométrie fine et une structure schisteuse. La schistosité régionale et le clivage de crénulation sont mieux développés dans la partie sommitale du mudstone.

Les différentes phases de tuf sont essentiellement de composition rhyolitique (Bandyayera et al., 2004). Les roches contiennent 1 à 20 % de phénocristaux de quartz bleu ou gris, mesurant en moyenne 5 mm de diamètre. Elles sont typiquement séricitisées, chloritisées, épidotisées et carbonatées. Elles contiennent localement 1 à 5 % de tourmaline, 1 à 5 % de pyrite, ≤3 % de fuchsite et 2 à 15 % d’ankérite. Le tuf à lapillis contient un matériel fin brunâtre à verdâtre qui semble correspondre à une forte altération en séricite et en chlorite noire. Les lapillis et les blocs sont polygéniques et d’origine volcanique. Les fragments (2 mm à 15 cm de diamètre) sont subanguleux à arrondis, généralement étirés. Le tuf à blocs peut présenter une ressemblance superficielle avec un conglomérat, mais l’association spatiale étroite avec de la rhyolite, la provenance exclusivement volcanique des fragments et l’absence de schistosité antérieure dans les clastes de roches volcaniques suggèrent plutôt une origine volcanoclastique.

En lame mince, le tuf felsique est composé de plagioclase (20 à 40 %), de quartz (20 à 60 %), de séricite ± muscovite (20 à 50 %), de carbonate (20 à 40 %) et de chloritoïde (5 à 40 %). Il est porphyrique, porphyroblastique ou granoblastique. La matrice quartzo-feldspathique est à grain fin et fortement séricitisée, chloritisée et carbonatée. Le plagioclase et le quartz se trouvent sous forme de phénocristaux ou de fragments anguleux, subanguleux à arrondis. La concentration en minéraux opaques est de 30 % dans les lamines riches en séricite et en chloritoïde (jusqu’à 50 %), de 10 % dans les lamines riches en quartz-carbonates et <5 % dans les autres lamines ou rubans riches en quartz. Le chloritoïde se présente en cristaux idiomorphes de forme prismatique, en baguettes disséminées ou en rosettes qui coupent la schistosité principale et le clivage de crénulation. Leur apparition est postcinématique, postérieure au plissement de la schistosité principale.

Le mudstone est typiquement noir et laminaire. Il se caractérise également par le développement d’un clivage de crénulation prononcé (Bandyayera et al., 2004). La roche est généralement pyritisée, dolomitisée ou graphitique. La pyrite (≤5 %) se présente sous forme disséminée. La séquence contient également du grauwacke qui affleure très peu, mais qui est particulièrement abondant en carottes de forage (Bandyayera et al., 2004; Rhéaume et Bandyayera, 2007). La roche est brunâtre ou grisâtre, finement litée, laminaire ou rubanée (bandes millimétriques à centimétriques), communément granoclassée et présente des stratifications entrecroisées. En lame mince, le grauwacke est composé de grains feldspathiques granoblastiques, de chloritoïde porphyroblastique (5 à 10 %), de carbonates et de sulfures sous forme de lamines ou finement disséminés (Bandyayera et al., 2004). Sa composition chimique s’apparente à celles des roches volcaniques mafiques, intermédiaires et felsiques de la Formation de Chanceux et il représente probablement des sédiments volcanoclastiques résultant de l’érosion de ces roches volcaniques (Rhéaume et Bandyayera, 2007).

Formation de Chanceux 4 (nAchx4) : Tuf intermédiaire; basalte andésitique; localement basalte, tuf felsique et roches sédimentaires

L’unité nAchx4 est constituée d’une alternance de plusieurs niveaux de tuf intermédiaire (70 %), d’andésite (5 %), de basalte andésitique (15 %) et de basalte (10 %), d’épaisseur décamétrique à hectométrique (Bandyayera et al., 2004). Tous ces niveaux sont, localement, coupés par des veines ou veinules de quartz ± carbonate ± sulfures. Le contact entre le tuf intermédiaire et la roche volcanique andésitique ou basaltique est communément abrupt ou cisaillé; il est typiquement rouillé et contient de 30 à 50 % de grenat. Le tuf intermédiaire est grisâtre en cassure fraiche et gris blanchâtre en surface altérée. Il consiste en tuf à lapillis et à blocs et en tuf fin. Les blocs (7 à 30 cm de diamètre) et les lapillis (5 mm à 6 cm de diamètre) forment 40 à 70 % de la roche. Les fragments sont monogéniques à polygéniques, de composition intermédiaire à mafique, localement felsique, et généralement écrasés et étirés. La matrice de composition intermédiaire est riche en amphibole ± grenat ± biotite.

Le basalte andésitique et le basalte sont massifs, coussinés ou bréchiques, à grain moyen et riches en amphibole et grenat (jusqu’à 30 % dans les phases déformées). Les roches coussinées sont gris verdâtre au centre des coussins et vert foncé en bordure de ceux-ci. Le grenat se concentre préférentiellement dans les espaces entre les coussins ou entre les fragments. L’apparition du grenat commence en bordure des coussins ou des coulées et s’étend progressivement vers l’intérieur de la phase donnée. Des sulfures disséminés ou massifs sont également observés en bordure des coussins. Leur pourcentage est directement proportionnel à celui du grenat. Les coussins sont généralement aplatis et allongés (3 m de longueur sur 50 cm de largeur). Le basalte andésitique contient, localement, 5 à 10 % de phénocristaux de plagioclase.

L’unité nAchx4 contient également, localement, des lentilles de roches volcanoclastiques felsiques, plus précisément de tuf à lapillis et à blocs, monogéniques à polygéniques. Les blocs (10 à 30 cm de diamètre) et les lapillis (5 mm à 5 cm de diamètre) forment 40 à 80 % de la roche et sont majoritairement subarrondis. Certains blocs sont porphyriques à phénocristaux de plagioclase. La matrice est de granulométrie fine et amphibolitisée.