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Formation d’Érasme
Étiquette stratigraphique : [marc]erm
Symbole cartographique : mAerm

Première publication: 26 avril 2018
Dernière modification: 28 mai 2018

 

 

Subdivision(s) informelle(s)
La numérotation ne reflète pas nécessairement la position stratigraphique.
 
mAerm4 Sill utramafique
mAerm3 Gabbro
mAerm2 Tuf felsique et intermédiaire à cendres, à lapillis et à blocs, rhyolite, rhyodacite et dacite
mAerm1 Basalte amphibolitisé, coussiné et de coulée massive; quantité mineure de tuf felsique et de gabbro
       mAerm1a Basalte porphyrique
 
 
Auteur :Beauchamp et Massei, 2018
Âge :Mésoarchéen
Coupe type : 
Région type :Région de l’île Bohier (feuillets SNRC 33A01 et 33A08)
Province géologique :Province du Supérieur
Subdivision géologique :Sous-province d’Opatica
Lithologie :Roches volcaniques et volcanoclastiques
Type :Lithostratigraphique
Rang :Formation
Statut :Formel
Usage :Actif

 

Historique

Les roches volcaniques felsiques, mafiques et ultramafiques de la Ceinture de roches vertes de la Haute-Eastmain ont été décrites dans les travaux de Hocq (1985), Roy (1985, 1988), Couture (1986, 1987a, 1987b, 1987c, 1993) et Couture et Guha (1990). Dans ces travaux, les auteurs regroupaient la totalité de ces roches au sein du Groupe de René. Aucune formation n’avait été individualisée. Suite aux travaux de cartographie et de géochronologie dans la région de l’île Bohier, Beauchamp et Massei (2018) ont divisé le Groupe de René en 4 formations, correspondant chacune à un épisode volcanique. La Formation d’Érasme a été introduite afin de définir les roches appartenant au premier cycle (d’âge mésoarchéen) du Groupe de René.

Description

La Formation d’Érasme est la plus vieille du Groupe de René. Elle se divise en cinq (5) unités informelles. L’unité mAerm1 comprend majoritairement des basaltes. Le faciès porphyrique des basaltes a été individualisé dans le membre mAerm1a. Les basaltes sont intercalés avec plusieurs niveaux (<50 m d’épaisseur) de tufs hétérogènes felsiques et intermédiaires à cendres, à lapillis et à blocs et de volcanites felsiques (mAerm2). L’unité mAerm3 comprend les gabbros, tandis que l’unité mAerm4 représente les sills ultramafiques.

La séquence volcanique de la Formation d’Érasme est injectée par plusieurs types de dykes incluant des dykes porphyriques andésitiques, des dykes felsiques aphanitiques, et des dykes felsiques à yeux de quartz et à phénocristaux de plagioclase. Dans le secteur de la Mine Eastmain, des sills et des dykes porphyriques granodioritiques ont été interprétés par Eastmain Resources (Frappier-Rivard, 2015). Ces intrusions felsiques, qui n’ont pas été observées lors des travaux de cartographie du ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles (MERN), ont été interceptées en forage (Frappier-Rivard, 2015).

La Formation d’Érasme est l’hôte de plusieurs gîtes aurifères (Mine Eastmain – Zones A, B et C; Lac Julien; Hillhouse-Lac Julien-SE; Rivière Ola) qui se situent le long d’un même horizon stratigraphique. Ces minéralisations sont contenues dans un ensemble lithologique caractéristique connu sous le nom de Séquence de la Mine (« Mine Series package« ). La Séquence de la Mine consiste en un assemblage subplanaire de roches felsiques (tufs et coulées), de coulées mafiques et de sills ultramafiques déformés et altérés dont le pendage est de 35° vers le nord-est (Frappier-Rivard, 2015). L’horizon aurifère est compris dans des niveaux de chert recristallisé, minéralisé, associés avec des lentilles de sulfures massifs à semi-massifs (pyrrhotite, pyrite, chalcopyrite, sphalérite) et dans des zones silicifiées dans les roches felsiques, mafiques et ultramafiques. La Séquence de la Mine, qui a été tracée latéralement sur 10 km selon une direction NW-SE, constitue un horizon repère pour les minéralisations aurifères dans la région de l’île Bohier.

Formation d’Érasme 1 (mAerm1) : Basalte amphibolitisé, coussiné et de coulée massive; quantité mineure de tuf felsique et de gabbro

 

Les roches effusives mafiques, qui représentent la lithologie dominante de la Formation d’Érasme, ont une couleur verte foncée en surface fraîche et en patine altérée. La composition minéralogique de ces laves sous-marines est relativement constante. Elles contiennent de 50 à 80 % d’amphibole verte (hornblende et/ou actinote), de 10 à 35 % de plagioclase faiblement à fortement damouritisé, de 5 à 10 % de quartz, de 5 à 10 % d’épidote (pistachite, zoïsite et clinozoïsite) avec des quantités variables de sphène, de biotite, de muscovite, de chlorite, de calcite, de zircon, de magnétite, d’ilménite et de minéraux opaques (incluant les sulfures). Les amphiboles sont représentées par la hornblende, plus rarement par l’actinote. Les basaltes plus métamorphisés contiennent des porphyroblastes de hornblende, communément poeciloblastiques qui sont rétrogradés en épidote et en chlorite. Les actinotes sont maclées et radiales. Les basaltes sont couramment coupés par des veinules d’altération diverses composées de quartz, de calcite, d’épidote, de chlorite, d’amphibole et/ou de tourmaline. Sur la carte du gradient vertical du champ magnétique total résiduel, on constate que la majorité des coulées basaltiques ne sont pas magnétiques, mais quelques unes le sont. Ces coulées magnétiques, qui forment des linéaments orientés NNW-SSE à NW-SE, définissent la stratification. Les basaltes de la Formation d’Érasme ont conservé plusieurs structures volcaniques primaires. Les coussins sont bien préservés, et très fréquents.

Les pédoncules, qui se situent à la base des coussins, indiquent une polarité stratigraphique inverse et systématiquement orientée vers le SW ou le SSW dans cette unité. Les coussins sont communément jointifs, aplatis et les bordures s’altèrent en carbonate, en séricite et en épidote. Quelques joints radiaux, et chambres de quartz remplis de quartz sont présents au sein des coussins. D’autres structures volcaniques, moins communes, sont conservées dans le membre mAerm1 : les brèches de coussins, les coulées massives et les coussins isolés. Les brèches de coussins contiennent du matériel hyaloclastique entre les fragments de coussins (Roy, 1988). Les coulées massives sont dépourvues de structure volcanique et se distinguent difficilement de certains affleurements de gabbro. Certains faciès décrivant les basaltes du membre mAerm1 n’ont pas été isolés comme zone géologique sur la carte. Il s’agit du faciès amygdalaire, du faciès porphyrique et du faciès bréchique issu d’une fracturation par l’hydrothermalisme. Le faciès amygdalaire est caractérisé par la présence de cavités subarrondies, de 0,1 à 0,5 cm, remplies par des minéraux d’altération. Ces amygdules, observées à l’échelle macroscopique et microscopique, sont remplies par de l’épidote, de la calcite et de la séricite. Le faciès porphyrique se distingue par la présence de 3 à 10 % de phénocristaux de plagioclase faiblement à moyennement damouritisés dans une matrice plus fine. Le faciès bréchique issu d’une fracturation par l’hydrothermalisme est caractérisé par la présence de 10 à 30 % de fractures remplies. Certaines fractures vert foncé sont constituées de hornblende plus grenue que la matrice. D’autres factures pâles, de couleur blanche à beige, sont remplies par du quartz ± épidote ± calcite.

Les basaltes de la Formation d’Érasme, surtout ceux à proximité et dans la Séquence de la Mine, présentent des altérations hydrothermales diverses. Les plus courantes sont : la silicification, la chloritisation, la carbonatation, la séricitisation et la biotitisation. L’affleurement 17-JM-6008, qui correspond à l’indice Susanna (Eastmain Resources), expose une zone d’altération intense et pénétrative au sein de l’unité mAerm1. L’affleurement montre un basalte coussiné blanchi, complètement altéré en silice, séricite, biotite et fuschite. On remarque également 25 % de cordiérite poeciloblastique faiblement pinnitisée dans les bordures et dans les coeurs des coussins. Ce basalte subalcalin est caractérisé par une altération riche en Si-Al-K-Cr qui est typique de celle observée à proximité de plusieurs gisements de sulfures massifs volcanogènes aurifères métamorphisés.

Du point de vue géochimique, le diagramme de Winchester et Floyd (1977) montre que les échantillons de roches effusives mafiques se situent dans les champs des basaltes andésitiques et des basaltes subalcalins (3 à 10 % poids MgO). Certains basaltes sont magnésiens (10 à 12,5 % poids MgO). Ils contiennent entre 47 et 58 % poids de SiO2, 3 à 12,5 % poids de MgO, 0,6 à 1,9 % poids de TiO2 et entre 38 et 136 ppm de Zr. Ils sont d’affinité tholéiitique à transitionnelle. Les basaltes tholéiitiques sont caractérisés par des profils de terres rares plats (La/Yb = 0,7 à 2,2; Gd/Yb = 1 à 1,3; rapports normalisés à la Chrondrite CI, McDonnough et Sun, 1995) et par des ratios Zr/Y entre 2,2 et 3,3. Les basaltes transitionnels ont des profils fractionnés montrant un enrichissement en terres rares légères (La/Yb = 2,2 et 5,3; Gd/Yb = 1,2 et 1,6) et ils possèdent des ratios Zr/Y entre 4,1 et 5. Les basaltes d’affinité transitionnelle ont seulement été identifiés à proximité de la Zone de déformation de Tourigny (1989) et du corridor minéralisé de la Mine Eastmain (Zones A, B, C). Cette sous-unité n’est pas de dimension cartographiable à notre échelle de travail, mais elle semble suivre la stratification et constitue un horizon repère qui se situe dans le toit structural de la minéralisation de la Mine Eastmain. Les diagrammes discriminants des environnements géotectoniques indiquent un environnement de formation analogue à celui des N-MORB et des tholéiites d’arc insulaire pour les basaltes d’affinité tholéiitique. Une source E-MORB est proposée pour les basaltes d’affinité transitionnelle. Le diagramme de Pearce (2008) ainsi que les anomalies en Nb-Ta sur le diagramme étendu des terres rares semblent indiquer que les basaltes de la Formation d’Érasme ont subi de la contamination crustale.

Formation d’Érasme 1a (mAerm1a) : Basalte porphyrique

Une unité de basalte porphyrique a été identifiée par Eastmain Resources suite à leurs travaux de cartographie de surface et de forage (Frappier-Rivard, 2015). Cette unité, qui fait quelques centimètres à quelques mètres, n’a pas été observée lors des travaux de cartographie du MERN en 2017. Le basalte porphyrique est continu sur 4,5 km et s’étend de la colline Hillhouse jusqu’à la Zone C du gisement Eastmain. Cette unité, qui contient environ 10 % de plagioclase tabulaire, est considérée comme un niveau marqueur. Le basalte porphyrique se trouve dans le mur structural de la Séquence de la Mine (« Mine Series »). Les sections de forage réalisées par Eastmain Resouces montrent que l’horizon de basalte porphyrique a un pendage de 35° vers le NE, alors que l’ensemble de la stratigraphie pend vers le NE à 45°. Frappier-Rivard (2015) suggère que l’unité de basalte porphyrique représente un dyke synvolcanique tardif, puisqu’elle coupe la stratigraphie volcanique, et qu’elle se trouve en enclave dans des dykes felsiques.

Formation d’Érasme 2 (mAerm2) : Tuf felsique et intermédiaire à cendres, à lapillis et à blocs, rhyolite, rhyodacite et dacite

Les tufs felsiques et intermédiaires à cendres, à lapillis et à blocs, et les volcanites felsiques (mAerm2) forment des minces bandes (<50 m) qui sont intercalées entre les coulées mafiques. Ce sont des unités présentant plusieurs hétérogénéités dans la composition minéralogique de leur matrice, et dans les fragments qu’elles contiennent. Les tufs sont lités et présentent des évidences de granoclassement.

Le gîte Hillhouse (affleurement 17-JM-6010) montre la succession rapide des faciès volcanoclastiques. Un horizon de sulfures semi-massifs (pyrrhotite, pyrite, chalcopyrite, sphalérite), qui fait entre 50 cm et 1 m, est situé à la base d’un niveau de roches fragmentaires intermédiaires à felsiques. Ce niveau, qui fait en moyenne 15 m d’épaisseur, est composé d’un tuf à blocs qui évolue vers un tuf à lapillis, un tuf à cendres, puis vers un tuf à cendres et lapillis stratifiés. Au sommet de la stratigraphie se trouve un basalte massif fracturé d’affinité tholéiitique. Le tuf à blocs contient des fragments jointifs anguleux de roche volcanique felsique de couleur beige-blanc qui font jusqu’à 30 cm, et quelques fragments intermédiaires et mafiques qui contiennent des sulfures.

Les volcanites felsiques se distinguent des roches volcanoclastiques par leur absence de stratification et de fragments. Ces roches ont une teinte gris clair et possèdent une granulométrie fine, voire aphanitique, et des cassures conchoïdales. Elles sont essentiellement composées de quartz et de plagioclase et montrent de 2 à 5 % d’yeux millimétriques de quartz fumé et des quantités variables de biotite et de muscovite.

Les tufs et les volcanites felsiques à intermédiaires de la Formation d’Érasme ont une composition chimique variée, rhyolitique à andésitique, et une affinité calco-alcaline. Ils sont caractérisées par des teneurs en SiO2 entre 55 et 78 % poids, en MgO de 0,2 à 6 % poids, en TiO2 de 0,1 à 1,1 % poids, en Zr de 13 à 32 ppm, et des ratios Zr/Y compris entre 4 et 21. Les roches de l’unité mAerm2 montrent des profils fractionnés avec un enrichissement en terres rares légères (La/Yb = 3 et 29; Gd/Yb = 1,3 et 3,9). De faibles anomalies en Eu/Eu* (0,4 à 1,3) sont visibles sur les profils de terres rares. Le spectre étendu des terres rares révèle des anomalies négatives en Nb, Ta et Ti.

Formation d’Érasme 3 (mAerm3) : Gabbro

Les gabbros forment des sills ou des dykes. Ils sont généralement légèrement foliés et possèdent une granulométrie moyenne. La hornblende, le plagioclase damouritisé, l’épidote et le sphène sont les principaux constituants de cette unité. Certaines amphiboles remplacent d’anciens phénocristaux de pyroxène.

Formation d’Érasme 4 (mAerm4) : Sill ultramafique

Quelques sills ultramafiques sont intercalés dans la séquence stratigraphique de la Formation d’Érasme. Il est possible que la Formation d’Érasme contienne également des niveaux de volcanites ultramafiques (laves komatiitiques), mais aucune structure volcanique n’a été observée (ni à l’affleurement, ni en lame mince) pour confirmer cette hypothèse. La déformation et l’altération de ces sills sont telles que la majorité des structures primaires ont été complètement oblitérées. Les roches ultramafiques de la Formation d’Érasme sont blanchâtres à blanc verdâtre en surface altérée et gris vert foncé à noirâtre en cassure fraîche. La roche est tendre, foliée, très magnétique, homogène et à grain fin à moyen. Elle est composée d’un assemblage de trémolite, de talc et de serpentine. Elle contient également des carbonates, couramment associés au talc, et de la magnétite. Les sills ultramafiques constituent un marqueur géologique important au sein de la Séquence de la Mine, puisqu’ils se situent communément dans le mur des minéralisations aurifères des Zones A, B et C de la Mine Eastmain (Frappier-Rivard, 2015).

Les sills ultramafiques de la Formation d’Érasme sont caractérisés par des teneurs en SiO2 entre 40 et 45 %, en MgO entre 20 et 26 %, en TiO2 entre 0,3 et 0,5 %, en Zr entre 17 et 29 ppm et par un ratio Zr/Y entre 2,3 et 2,8. Leurs profils de terres rares sont relativement plats comme en témoignent leurs ratios La/Yb = 0,6 à 1,1 et Gd/Yb = 1,1 à 1,2. Ces roches ultrabasiques se situent dans le champ des komatiites non appauvries en aluminium (Sproule et al., 2002).

Épaisseur et distribution

La Formation d’Érasme est présente uniquement dans la branche sud de la Ceinture de roches vertes de la Haute-Eastmain. Pour le moment, les informations lithologiques et géochronologiques ne nous permettent pas d’étendre cette formation dans les autres branches de la Ceinture de roches vertes de la Haute-Eastmain. La Formation d’Érasme a une épaisseur vraie qui varie entre 1 et 2 km et elle est continue sur 25 km. L’extrémité nord de cette unité stratigraphique est masquée et intrudée par le Pluton de l’île Bohier. Au sud, la Formation d’Érasme disparaît au niveau de la discordance qui borde le bassin d’Otish.

Datation

L’échantillon daté provient d’une tranchée décapée en 2016 par la compagnie Eastmain Resources (affleurement 17-JM-6010). Le nom de la tranchée est EM16-H2 et elle correspond au gîte aurifère de Hillhouse. Le décapage se situe dans la branche sud de la Ceinture de roches vertes de la Haute-Eastmain, à quelques kilomètres au nord-ouest de la Mine Eastmain. Le gîte Hillhouse comprend une zone minéralisée. Il s’agit d’un chert siliceux et sulfuré (pyrrhotite, pyrite, chalcopyrite, sphalérite) recristallisé qui se situe au contact entre un basalte coussiné d’affinité transitionnelle et une séquence fragmentaire intermédiaire à felsique. La lithologie échantillonnée pour la datation est un tuf felsique à cendres et à lapillis qui se trouve dans le mur structural de la zone minéralisée. Les fragments sont majoritairement felsiques, quelques-uns mafiques (gabbroïque et/ou basaltique). Dans les fragments felsiques, jusqu’à 3 % de phénocristaux de quartz sont visibles. L’âge du tuf felsique de la Formation d’Érasme a livré un âge de 2800 ±6 Ma, soit mésoarchéen.

 

Système isotopiqueMinéralÂge de cristallisation (Ma)(+)(-)Référence(s)
U-PbZircon280066Davis, communication personnelle

 

Relation(s) stratigraphique(s)

La Formation d’Érasme fait partie du Groupe de René. Elle correspond au premier épisode volcanique de la ceinture de roches vertes de la Haute-Eastmain. La Formation d’Érasme repose sur un socle gneissique mésoarchéen qui a été daté à 2822 Ma (Talla Takam et al., en préparation). La Formation d’Érasme est plus vieille que les formations de Roman (2770 ±3 Ma; Davis, communication personnelle et 2774 ±6 Ma; Talla Takam et al., en préparation) et de Clément. Le contact entre les formations d’Érasme et de Roman n’a pas été observé sur le terrain. Un arrêt du volcanisme, ou une faille pourrait expliquer la différence de 30 Ma entre la mise en place des formations d’Érasme et de Roman.

Le Pluton de l’île Bohier (2771 ±6 Ma), qui est synvolcanique et contemporain de la mise en place de la Formation de Roman, coupe clairement la Formation d’Érasme. Le Pluton de Chiyaaskw, plus jeune que les roches de la Formation d’Érasme, est intrusif dans celle-ci. Les roches dioritiques de l’unité nAchw2 contiennent localement des enclaves allongées, centimétriques à métriques, d’amphibolite déformée et de formation de fer qui sont nettement plus abondantes à proximité du contact avec les roches de la Formation d’Érasme. Les diorites foliées de la Suite intrusive de Gaël forment de petites masses intrusives qui coupent, elles aussi, les roches de la Formation d’Érasme. Des enclaves de roches volcaniques fortement chloritisées, associées au membre mAerm1, sont présentes dans les diorites de la Suite intrusive de Gaël.

Finalement, de petites intrusions, sous la forme de sills ou de dykes, coupent les roches volcaniques de la Formation d’Érasme. Ces intrusions sont représentées par des roches porphyriques felsiques et intermédiaires, des dykes felsiques aphanitiques ainsi que des dykes felsiques à yeux de quartz et à phénocristaux de plagioclase.

Paléontologie

Ne s’applique pas.

Références

Auteur(s)TitreAnnée de publicationHyperlien (EXAMINE ou Autre)
BEAUCHAMP, A.-M. – MASSEI, F.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.2018Bulletin géologiQUE
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26 avril 2018