Dernière modification : 11 juin 2019
| Auteur : | Beauchamp et al., 2018 |
| Âge : | Néoarchéen |
| Stratotype : | Aucun |
| Région type : | Région de l’île Bohier (feuillets SNRC 33A01,33A08, 23D04 et 23D05) |
| Province géologique : | Province du Supérieur |
| Subdivision géologique : | Sous-Province d’Opatica |
| Lithologie : | Roche volcanique mafique, intermédiaire et felsique, formation de fer, sill ultramafique |
| Catégorie : | Lithostratigraphique |
| Rang : | Formation |
| Statut : | Formel |
| Usage : | Actif |
- Groupe de René
- Formation d’Érasme
- Formation de Roman
- Formation de Clément
- Formation de Dolent
Historique
Les roches volcaniques et volcanoclastiques de la Ceinture de roches vertes de la Haute-Eastmain (CRVHE) ont été décrites dans les travaux de Hocq (1985), Roy (1985, 1988), Couture (1986, 1987a, 1987b, 1987c, 1993) et Couture et Guha (1990). À cette époque, les auteurs regroupaient la totalité de ces roches au sein du Groupe de René, aucune formation n’ayant été individualisée. Suite aux travaux de cartographie et de géochronologie dans les régions de l’île Bohier et du lac Cadieux, Beauchamp et al. (2018) et Beauchamp (2019) ont divisé le Groupe de René en quatre formations, dont la Formation de Clément qui correspond aux roches du troisième épisode volcanique de la CRVHE. Le nom provient du lac Clément situé dans la région.
Description
La Formation de Clément comprend majoritairement des basaltes et des andésites amphibolitisés, fréquemment coussinés (nAcln1). De minces niveaux de tuf intermédiaire à felsique (ncln2) et des intrusions de gabbro (nAcln3) affleurent localement, intercalées dans l’empilement volcanique. Au sommet de la Formation de Clément, deux horizons magnétiques de formations de fer associés à des niveaux d’amphibolite à grenat (nAcln5) ainsi que de nombreux sills ultramafiques (nAcln4) qui pourraient possiblement être des coulées ont été tracés à l’aide de la carte aéromagnétique.
Formation de Clément 1 (nAcln1) : Basalte et andésite amphibolitisés, coussinés et de coulée massive; quantité mineure de gabbro
Le membre nAcln1 comprend majoritairement des affleurements de laves mafiques sous-marines de composition basaltique et andésitique. Les basaltes sont coussinés ou en coulées massives. Les coussins les mieux préservés, qui se situent au sud et à l’est du lac Gaël, indiquent tous des polarités inverses orientées vers le SSW et vers le S. Les bordures de coussins sont soulignées par une forte biotitisation, parfois accompagnée de grenat. D’autres faciès volcaniques sont également visibles : amygdalaire, coussiné avec cœur de coussin saussuritisé, porphyrique ou brèche de coulée. Les amygdules, lorsque présentes, sont subarrondies et étirées. Elles sont remplies de quartz, de calcite, de plagioclase et d’épidote. Les basaltes de la Formation de Clément ont une paragenèse qui comprend de 50 à 70 % d’amphiboles vertes (hornblende, actinote) parfois porphyroblastiques et pœcilitiques, du plagioclase moyennement à fortement damouritisé, de l’épidote (clinozoïsite, zoïsite, pistachite), de 0 à 5 % de sphène ainsi que de 0 à 3 % de porphyroblastes de grenat. Des quantités moindres de chlorite, de quartz, de calcite, de séricite, de muscovite, de rutile, de magnétite, d’ilménite et de minéraux opaques ont aussi été observées. Certains basaltes magnésiens contiennent de l’actinote et de la trémolite à la place de la hornblende. Les basaltes qui se situent à l’extrémité est de la branche sud de la Ceinture de roches vertes de la Haute-Eastmain semblent moins métamorphisés (faciès des schistes verts). Ils contiennent de la chlorite, de l’actinote, de la calcite, et très peu de hornblende. Des bandes d’altération de couleur vert pâle à beige, composées d’albite, de quartz, d’épidote et de calcite forment des bandes plus ou moins diffuses qui traversent les basaltes. Plusieurs veines et veinules avec des compositions diverses (épidote ± calcite ± quartz ± albite ± hématite) coupent les basaltes.
À proximité de la discordance avec le bassin d’Otish, les affleurements de roches mafiques sont magnétiques et fortement altérés. Des zones d’altération hydrothermale radioactives métriques donnent à la roche une couleur brunâtre à jaunâtre. Des veines à barytine-fluorine-silice-spécularite avec minéraux uranifères coupent les volcanites mafiques.
Les roches mafiques du membre nAcln1 ont des compositions de basalte andésitique, de basalte subalcalin et d’andésite. Certains basaltes, qui contiennent de 10 à 14 % de MgO, sont magnésiens. Les basaltes magnésiens se trouvent à proximité des sills ultramafiques, au sommet de la stratigraphie de la Formation de Clément. Les basaltes et les andésites de la Formation de Clément montrent les teneurs suivantes : 43 à 56 % de SiO2, 4 à 14 % de MgO, 0,4 à 1,2 % de TiO2 et 17 à 95 ppm de Zr. La majorité des points d’analyses de basalte sont d’affinité tholéiitique alors que les andésites sont calco-alcalines. Les basaltes de la Formation de Clément sont caractérisés par des spectres de terres rares normalisées à la chondrite relativement plats (La/Yb moy = 1,1; Gd/Yb moy = 1) et par des ratios Zr/Y entre 1,4 et 4,7 avec une moyenne de 2,4. Les andésites montrent des spectres plus enrichis en terres rares légères que les basaltes. Les basaltes magnésiens sont eux appauvris en terres rares légères (La/Sm moy = 0,8).
Formation de Clément 2 (nAcln2) : Tuf felsique et intermédiaire, volcanite felsique
La sous-unité nAcln2 n’est pas très fréquente au sein de la Formation de Clément. Les tufs et les coulées sont beiges en surface altérée et gris pâle en cassure fraîche. Ces roches ont des compositions felsiques à intermédiaires et elles sont d’affinité calco-alcaline. Les tufs contiennent des lapillis mafiques ou felsiques. Ils contiennent fréquemment 1 à 5 % de cristaux de quartz, et des phénocristaux de plagioclase faiblement à moyennement damouritisé. Les roches volcanoclastiques felsiques à intermédiaires contiennent du quartz, du feldspath, de la biotite, de la chlorite, du mica blanc et de l’épidote. Certaines contiennent des amphiboles, du grenat et des porphyroblastes de sillimanite et de cordiérite pinnitisé. Des coulées massives felsiques à yeux de quartz et porphyriques à phénocristaux de plagioclase sont également présentes.
Formation de Clément 3 (nAcln3) : Gabbro
Le gabbro est vert foncé en patine altérée et un peu plus pâle en surface fraîche. Il est mésocrate à mélanocrate. Cette unité contient des amphiboles fréquemment porphyroblastiques (qui font de 0,3 à 1 cm) avec des pseudomorphes de pyroxène, et du plagioclase. La séricite et l’épidote, qui forment des amas, altèrent moyennement à fortement le plagioclase. Du sphène, du rutile et des minéraux opaques se trouvent en quantité mineure. Il s’agit d’une roche massive à faiblement foliée dont la granulométrie varie de grain moyen à grain grossier. Quelques veinules de quartz, d’albite, d’épidote et d’hématite sont présentes.
Formation de Clément 4 (nAcln4) : Sill et coulée ultramafique
Roy (1988) avait identifié dans le secteur du lac Clément, une intrusion ultramafique sur une distance de 10 km. L’épaisseur maximum de cette intrusion était de 200 mètres. Sur de courtes distances, sa composition passait d’ultramafique (cumulat d’olivine) à mafique (gabbro à hornblende).
Suite à la campagne de cartographie menée par le ministère en 2017, plusieurs autres niveaux de sill ultramafique ou de volcanite ultramafique ont pu être observés ou interprétés à l’aide des cartes d’anomalies magnétiques (Beauchamp et Massei, 2018). Les roches ultramafiques de la Formation de Clément forment des bandes concordantes avec la stratigraphie de la ceinture et ne montrent pas de structure volcanique en général. Il s’agit donc de sills ultramafiques. Il est cependant possible que certains affleurements soient des roches extrusives. L’affleurement 17-JM-6132 montre ce qui pourrait être un contact entre coulées ou des fractures de refroidissement. On voit aussi des lobes très allongés qui se ferment. Les intrusions ultramafiques ont une patine brunâtre à verdâtre en surface altérée et sont plus sombres en surface fraîche. La trémolite, le talc, la magnétite et parfois les cumulats d’olivine serpentinisée sont les principaux minéraux visibles à la loupe. Le magnétisme est moyen à fort et la granulométrie est fine hormis pour les phénocristaux d’olivine qui mesurent jusqu’à 1 cm dans le faciès à structure de cumulat. En lame mince, les roches sont constituées de cristaux aciculaires d’amphiboles (principalement trémolite et actinote, localement de la hornblende). Les olivines, lorsque présentes, sont complètement remplacées par de la serpentine. La roche contient des quantités variables de chlorite magnésienne et des quantités mineures de talc, d’épidote, de calcite, de séricite et de minéraux opaques (incluant de la magnétite et des sulfures).
Les sills et les coulées ultramafiques de la Formation de Clément sont caractérisés par des tenurs en SiO2 situées entre 41 et 46 %, en MgO entre 22 à 33 %, en TiO2 entre 0,1 et 0,3 %, en Zr entre 6 et 18 ppm et par un ratio Zr/Y compris entre 1,2 et 2,2. Leurs profils de terres rares sont relativement plats comme en témoignent leurs ratios (La/Yb)NC = 0,8 et 1,1 et (Gd/Yb)NC = 0,8 et 1. Ces roches ultrabasiques se situent dans le champ des komatiites non appauvries en aluminium (Sproule et al., 2002).
Formation de Clément 5 (nAcln5) : Formation de fer et amphibolite à grenat
Les formations de fer au sein de la Formation de Clément représentent une très faible proportion de l’ensemble des roches. Deux niveaux principaux ont été identifiés grâce aux affleurements de géofiches et de compilations. Les formations de fer se trouvent en minces bandes et leur extension, vers le nord et vers le sud, est interprétée grâce aux continuités magnétiques sur la carte du champ magnétique total résiduel. Elles ont une patine altérée de couleur rouille (gossan). Les formations de fer contiennent de 32 à 43 % de SiO2, 28 à 40 % de Fe2O3, 5 à 6 % de MgO, 72 à 112 ppm de Zr et un ratio Zr/Y qui varie entre 4,5 à 6,6. Elles sont enrichies en terres rares légères et elles présentent des anomalies en Nb, Ta et Ti sur le diagramme multiélément.
La formation de fer au faciès des oxydes présente une structure rubanée. Elle est constituée d’une alternance de rubans centimétriques de chert blanchâtre recristallisé en quartzite, et de rubans gris foncé composés d’oxydes. Des rubans riches en sulfures contiennent 30 à 60 % de pyrrhotite et de pyrite. L’épaisseur minimale de la formation de fer est de 5 m.
La formation de fer mixte montre à la fois des faciès silicatés et oxydés. Elle est constituée de rubans de chert recristallisé en quartzite, et de rubans riches en amphiboles (hornblende et grunérite) contenant un peu de magnétite. Le rubanement primaire et la foliation principale sont parallèles à subparallèles. Les rubans de quartzite sont localement boudinés, et localement, une légère foliation est visible dans les rubans mélanocrates riches en amphiboles. De la pyrrhotite disséminée (traces à 5 %) est présente dans les rubans contenant des amphiboles. Latéralement, l’épaisseur des rubans de chert devient plus important (5 à 15 cm) et seuls de minces filonets de magnétite et d’amphibole sont présents.
Des niveaux d’amphibolites à grenat, qui pourraient être dans la continuité des formations de fer au faciès silicaté (MgO entre 3 et 5 % et Fe2O3T de 11 à 11,5 %) ont été identifiés sur les mêmes marqueurs magnétiques que les formations de fer rubanées. Ce sont des roches foliées, mais qui ne sont pas rubanées. Elles ont une patine verdâtre foncé en surface altérée et vert moyen en cassure fraîche. Elles ont une granulométrie moyenne et présentent une structure nématoblastique. Leur paragenèse est composée en majeure partie de 40 à 60 % d’amphiboles vertes (hornblende, grunérite), de 20 à 30 % de pyroxènes, de 20 à 30 % de porphyroblastes poecilitiques de grenat almandin subautomorphe, de 10 à 20 % de minéraux opaques (oxydes et sulfures) et de 5 à 30 % de quartz, avec des quantités mineures et variables de biotite, de plagioclase séricitisé, d’épidote, de calcite et de zircon. Les grenats sont aplatis et rétrogradés en chlorite.
Épaisseur et distribution
La Formation de Clément est présente uniquement dans la branche sud de CRVHE. Pour le moment, les données lithologiques et géochronologiques ne permettent pas d’étendre cette formation dans les autres branches de la CRVHE. La Formation de Clément a une épaisseur vraie qui varie entre 0,85 et 4,2 km et elle est continue sur environ 30 km.
Datation
Aucune.
Relations stratigraphiques
La Formation de Clément fait partie du Groupe de René. Elle correspond au troisième épisode volcanique de la CRVHE. La Formation de Clément est plus jeune que la Formation de Roman, datée à 2770 ±3 Ma (Davis et Sutcliffe, 2018b) et 2770 ±6 Ma (Davis et Sutcliffe, 2018a), et que la Formation d’Érasme, datée à 2800 ±6 Ma (Davis et Sutcliffe, 2018b). Sa position stratigraphique par rapport à la Formation de Dolent (2751 ±5 Ma; Davis, communication personnelle, 2019), qui a été cartographiée dans les branches ouest et nord de la CRVHE, n’est pas connue pour le moment. L’extrémité occidentale de la Formation de Clément est en contact faillé avec les paraschistes à aluminosilicate (nAbh1a) et les conglomérats (nAbh2) du Groupe de Bohier. Les roches du Groupe de Bohier, dont l’âge maximal de sédimentation est de 2712 ±6 Ma (Davis et Sutcliffe, 2018b), sont plus jeunes que les roches volcaniques du Groupe de René. Les roches du Groupe de René ont chevauché les roches du Groupe de Bohier; elles sont donc sus-jacentes aux roches sédimentaires dans la branche sud. Le contact entre la Formation de Clément et les paragneiss de la Sous-province d’Opinaca a été observé à l’affleurement 17-AB-1083. Il est marqué par un chevauchement à faible pendage (environ 25°). Le contact entre les formations de Clément et de Roman n’a pas été observé. Au sud, la Formation de Clément disparaît au niveau de la discordance qui borde le bassin d’Otish.
Paléontologie
Ne s’applique pas.
Références
| Auteur(s) | Titre | Année de publication | Hyperlien (EXAMINE ou Autre) |
|---|---|---|---|
| BEAUCHAMP, A.-M. – MASSEI, F. – DAOUDENE, Y. | Géologie de la région de l’île Bohier, au contact entre les sous-provinces d’Opatica, d’Opinaca et le Bassin d’Otish, au nord de Mistissini, Municipalité Eeyou Istchee Baie-James, Québec, Canada. Ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles, Québec. | 2018 | BG 2018-02 |
| BEAUCHAMP, A.-M. | Géologie de la région du lac Cadieux, sous-provinces d’Opatica et d’Opinaca, Eeyou Istchee Baie-James, Québec, Canada. Ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles, Québec. | 2019 | BG 2019-02 |
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