Historique et méthodologie

Le Domaine structural aux Alouettes a été défini à la suite d’un levé de cartographie géologique mené par le Ministère à l’été 2022 dans la région du ruisseau aux Alouettes (moitié sud du feuillet SNRC 32G13; Beaudette et Daoudene, 2022).

Le nom provient du ruisseau aux Alouettes qui s’écoule d’ouest en est jusqu’à la rivière Chibougamau, dans la partie centrale du domaine.

Limites et morphologie

Unités stratigraphiques concernées

Les unités stratigraphiques et lithodémiques du Domaine structural aux Alouettes sont :

• la Formation de Bruneau (nAbnu1);
• la Formation de Blondeau (nAbl2, nAbl2a, nAbl2d, nAbl2e, nAbl2f, nAbl3, nAbl4a et nAbl4b);
• le Filon-couche d’Esturgeon (nAest1, nAest2a et nAest2b).

Caractéristiques structurales

Le Domaine structural aux Alouettes montre des fabriques qui peuvent être associées à au moins deux phases de déformation. La phase principale D_n définit le grain structural régional et se matérialise par une foliation/schistosité diffuse à l’échelle du domaine. Les fabriques associées à la phase de déformation secondaire D_n+1 sont plus discrètes et principalement localisées le long de corridors centimétriques ou décamétriques d’intense déformation, dont l’orientation est plus ou moins parallèle à celle de la fabrique principale. Les phases de déformation D_n et D_n+1 sont respectivement attribuées aux phases régionales D₂ et D₃ (Beaudette et Daoudene, 2022).

❯ Fabriques principales

La fabrique S_n est omniprésente à l’échelle du domaine et celle-ci affecte toutes les unités. Elle est variablement développée d’une unité à l’autre et au sein même d’une unité. En affleurement, elle est généralement bien marquée dans les roches volcaniques et sédimentaires des formations de Blondeau et de Bruneau, alors qu’elle semble moins bien développée dans les roches intrusives du Filon-couche d’Esturgeon.

La fabrique planaire S_n dans les roches volcanoclastiques de la Formation de Blondeau est généralement très nette. Elle se présente comme une foliation diffuse qui se matérialise en affleurement par l’aplatissement des fragments lithiques (lapillis et blocs), ainsi que des grains et des amydules de quartz, lorsque présents. En revanche, les cristaux de plagioclase semblent rarement déformés. Ils sont néanmoins légèrement aplatis et réorientés par endroits. La fabrique S_n s’exprime aussi localement par une schistosité bien développée, dont l’espacement entre les plans est de l’ordre du millimètre.

Les roches sédimentaires détritiques de la Formation de Blondeau (nAbl4a et nAbl4b) montrent une fabrique S_n variablement développée, mais généralement assez discrète. Les faciès gréseux et conglomératiques les plus déformés présentent également des grains de quartz et des fragments lithiques (cailloux et galets) aplatis. Dans le mudrock, la fabrique S_n est peu évidente, mais elle forme régulièrement une schistosité aux plans finement espacés le long desquels la stratification de la roche est généralement transposée.

Seuls quelques affleurements de roches volcaniques mafiques associées à la Formation de Bruneau ont été observés durant le levé géologique de Beaudette et Daoudene (2022). Il existe donc peu d’information quant à la nature de la fabrique S_n dans cette unité. Cette fabrique semble malgré tout s’exprimer localement par un rubanement métamorphique qui présente une alternance de niveaux millimétriques à centimétriques plus ou moins riches en minéraux ferromagnésiens.

Dans le Filon-couche d’Esturgeon, la fabrique S_n est variablement développée d’un affleurement à l’autre. Les roches ultramafiques de l’unité nAest1 apparaissent massives ou affectées par une foliation diffuse faiblement développée. Les gabbros des unités nAest2a et nAest2b montrent une déformation plus hétérogène. Ils sont massifs ou présentent une fabrique S_n faiblement à fortement développée. En affleurement, la fabrique S_n est matérialisée par une foliation diffuse marquée par l’orientation préférentielle des minéraux ferromagnésiens.

Au microscope, la majorité des échantillons prélevés dans la Formation de Blondeau lors du levé géologique de la région du ruisseau aux Alouettes (Beaudette et Daoudene, 2022) révèle une fabrique planaire S_n bien développée. Parmi ces échantillons, beaucoup présentent une structure C-S. La foliation S_n et les bandes de cisaillement, le cas échéant, sont couramment soulignées par l’orientation préférentielle des feuillets de micas et de chlorite. Plus localement, la foliation S_n est aussi marquée par les feuillets de biotite, mais aussi par l’aplatissement des cristaux de calcite dans les roches les plus altérées. Les cristaux ou les amygdules de quartz exhibent aussi un aplatissement plus ou moins prononcé perpendiculaire à S_n, alors que l’allongement des porphyroclastes de plagioclase est communément subparallèle à la foliation dans les faciès les plus déformés. Dans les roches mafiques de la Formation de Bruneau, S_n est matérialisée par l’orientation préférentielle très régulière des cristaux d’amphibole et des feuillets de biotite.

La fabrique S_n porte une linéation L_n qui a été rarement observée ou mesurée. Cette linéation est soulignée par l’étirement des fragments lithiques dans les roches volcanoclastiques de la Formation de Blondeau ou encore l’alignement préférentiel des cristaux d’amphiboles dans les roches intrusives du Filon-couche d’Esturgeon.

Compilation des mesures

La projection stéréographique de 88 mesures de la fabrique S_n (voir tableau ci-dessous) issues de la partie du domaine cartographiée lors du levé de la région aux Alouettes (Beaudette et Daoudene, 2022) montre une orientation régulière E-W. La direction moyenne des mesures (269°) est cohérente avec l’orientation générale du domaine. Toutefois, le pendage moyen à 15° vers le nord ne reflète pas les observations et n’a pas de signification réelle. En effet, les mesures planaires se répartissent nettement en deux groupes opposés à pendages abrupts. Le groupe dominant possède des pendages généralement supérieurs à 70° vers le nord; l’autre groupe, minoritaire, présente des pendages également supérieurs à 70°, mais vers le sud.

Les 13 mesures de linéation minérale et d’étirement L_n sont pratiquement toutes regroupées dans le quart NW de la projection stéréographique (voir tableau ci-dessous) et leur plongement est fort. Cette attitude semble indiquer que la phase de déformation D_n est associée à un mouvement à forte composante verticale.

 

 

❯ Autres fabriques

En plus des fabriques décrites précédemment, les roches du Domaine structural aux Alouettes exposent couramment des structures primaires telle la stratification S₀, ou secondaires, telles qu’une fabrique planaire S_n+1 et une linéation minérale et d’étirement L_n+1.

 

 

 

Les évidences de stratification S₀ abondent dans le Domaine structural aux Alouettes. Elles sont principalement observables dans les roches sédimentaires détritiques de la Formation de Blondeau (unité nAbl4a). La S₀ s’exprime par l’alternance en proportions variables de bancs gréseux centimétriques à métriques et de lits centimétriques à décimétriques de mudrock plus ou moins laminé et de siltstone. Comme le montre la projection stéréographique des données issues du levé de Beaudette et Daoudene (2022), la S₀ est grossièrement orientée E-W à l’échelle du domaine et son pendage est généralement abrupt vers le nord. Néanmoins, quelques mesures ont un pendage fort vers le sud. Le plan moyen de S₀ (285°/79°) semble représentatif de l’ensemble des données.

Même si les évidences de stratification sont courantes dans le domaine, rares sont celles accompagnées d’indicateurs de polarité. Les lithologies principalement affleurantes (roches volcanoclastiques intermédiaires) et la taille des affleurements se prêtent mal à l’identification de tels indicateurs. De plus, les roches ont généralement subi un fort aplatissement, ce qui rend ardue la reconnaissance des structures primaires. Malgré tout, plusieurs affleurements de roches métasédimentaires détritiques fournissent des informations locales sur la polarité. D’une part, de nombreux bancs de grès décimétriques montrent un granoclassement normal et, d’autre part, quelques séquences sédimentaires exhibent un enchainement de niveaux typiques d’une séquence de Bouma (1962). Ces critères permettent d’identifier le sommet stratigraphique à l’échelle de l’affleurement. À l’échelle du domaine, les sommets stratigraphiques au sein de la Formation de Blondeau sont très majoritairement dirigés vers le nord. Certaines de ces polarités sont toutefois inclinées vers le sud, ce qui indique la présence de plis dans les roches de la Formation de Blondeau situées au sein du Domaine structural aux Alouettes (voir la section « Plis »).

 

 

Toutes les unités du Domaine structural aux Alouettes sont coupées par des zones de cisaillement rectilignes d’épaisseur centimétrique à décamétrique. Ces zones d’intense déformation sont plus nombreuses dans la partie occidentale du domaine, autour du Filon-couche d’Esturgeon qu’elles ont localement segmenté. Elles sont globalement orientées NW-SE à E-W (voir la section « Relation de recoupement ») et, à l’échelle de l’affleurement, elles sont plus ou moins parallèles et forment un réseau de bandes anastomosées dans lesquelles la foliation S_n+1 est généralement mylonitique.

Même si les zones de déformation sont nombreuses, la fabrique S_n+1 a rarement été mesurée, probablement parce qu’elle apparaît couramment confondue avec S_n. Quelques affleurements montrent cependant une relation angulaire entre les deux fabriques; S_n+1 constitue alors une schistosité aux plans nets, espacés de quelques millimètres. Au microscope, certains échantillons de gabbro du Filon-couche d’Esturgeon exhibent aussi la schistosité S_n+1. Celle-ci est marquée par des minéraux de bas grade métamorphique comme la chlorite et l’épidote qui crénulent la foliation antérieure S_n.

Une linéation minérale et d’étirement L_n+1, rarement observée et mesurée, est localement très bien développée aux alentours du Filon-couche d’Esturgeon, le long duquel se concentrent les corridors d’intense déformation. Cette linéation est soulignée par l’alignement préférentiel d’amas chloriteux allongés dans les roches volcaniques de la Formation de Blondeau et par l’étirement des minéraux ferromagnésiens dans les roches intrusives du filon-couche. La projection stéréographique des mesures issues du levé de Beaudette et Daoudene (2022) montre des plongements faibles, la plupart étant dirigés vers le NW. La linéation moyenne calculée à partir de ces mesures est de 290°/11°.

 

❯ Plis

Les données de terrains et les observations microscopiques indiquent que les roches du Domaine structural aux Alouettes sont affectées par des plis associés à au moins deux familles (Beaudette et Daoudene, 2022).

Les plis de la première famille montrent des traces de plans axiaux suivant approximativement la forme du domaine. Les traces sont orientées WNW-ESE dans la partie occidentale et ENE-WSW dans la partie orientale. Les plans paraissent majoritairement pentés vers le nord, ce qui indique des plis déversés vers le sud. À l’échelle du domaine, le patron des plis forme un enchainement d’antiformes anticlinales et de synformes anticlinales aux axes faiblement plongeants. Les crêtes et les creux sont espacés de plusieurs centaines de mètres à un peu plus d’un kilomètre. Les plis sont déduits des changements d’orientation de la polarité dans l’unité nAbl4a de la Formation de Blondeau (voir la section « Autres fabriques ») et de la forme en carte des unités volcaniques et sédimentaires. La foliation S_n étant subparallèle aux plans axiaux, le développement de plis est probablement associé à la phase de déformation D_n.

La deuxième famille s’observe par l’allure du Filon-couche d’Esturgeon dans la partie centrale du domaine. Le filon-couche dessine ici un pli en « Z » segmenté par des zones de cisaillement D_n+1 dont la composante décrochante semble nettement prédominante. Les plans axiaux de ce pli paraissent droits et les axes sont probablement verticaux. Ces caractéristiques sont compatibles avec une phase de déformation en composante principale décrochante dextre le long d’une direction NW-SE. Les zones de cisaillement qui coupent le filon-couches sont subparallèles aux plans axiaux et auraient accommodé une partie du cisaillement. Ce pli serait alors associé à la phase de déformation D_n+1.

 

Paramètres géométriques des plis régionaux : 

 

❯ Relations de recoupement

Le tableau ci-dessous résume les paramètres géométriques des principales zones de cisaillement, des familles de zones de cisaillement et des failles qui bordent ou coupent le Domaine structural aux Alouettes.

Le Domaine structural aux Alouettes est délimité, au nord, par les zones de cisaillement de Kreighoff et de Kapunapotagen, et au sud, par la Zone de cisaillement de Society. Ces zones de cisaillement présentent des fabriques planaires compatibles avec la phase D_n du domaine.

Le domaine est aussi coupé par une série de zones cisaillement majoritairement orientées NW-SE à E-W de longueur kilométrique. Ces zones de cisaillement qui ont été principalement tracées à l’aide de l’imagerie magnétique (Keating et d’Amours, 2010) sont associées à la phase de déformation D_n+1 (voir la section « Autres fabriques »). Le mouvement le long de ces zones de cisaillement est à composante essentiellement décrochante et majoritairement dextre. Dans la partie occidentale du domaine, ces zones de déformation sont regroupées autour du Filon-couche d’Esturgeon. 

Au voisinage de la rivière Chibougamau, le domaine est coupé par des failles kilométriques décrochantes senestres orientées NE-SW qui ont été déduites à partir de l’imagerie magnétique (Keating et d’Amours, 2010). Cette famille de failles très localisée est vraisemblablement associée à la Zone de cisaillement de Lamarck (voir Leclerc et Daoudene, 2021), qu’elle prolonge vers le SW.

 

Paramètres géométriques des failles régionales coupant le Domaine structural aux Alouettes :

 

❯ Cinématique

Ne s’applique pas.

 

Style de la déformation

Le Domaine structural aux Alouettes présente une déformation polyphasée qui peut être résumée en au moins deux épisodes.

Pendant la phase de déformation D_n, le domaine a été affecté par une contrainte ~N-S qui a entrainé le développement de la fabrique planaire S_n diffuse et le plissement des unités de la Formation de Blondeau selon des plans axiaux E-W et des axes à faible plongée. Les caractéristiques géométriques des plis sont cohérentes avec un mouvement principalement vertical durant D_n, ce qu’appuie aussi la linéation minérale et d’étirement L_n+1. Lors de cet épisode de déformation, les roches du domaine ont enregistré un épisode métamorphique régional au faciès inférieur à moyen des schistes verts, à l’exception de la bordure sud qui montre plutôt des conditions pouvant atteindre localement le faciès inférieur des amphibolites (voir la section « Caractéristiques métamorphiques »).

Le domaine, plus particulièrement la partie occidentale, a ensuite subi un épisode de déformation D_n+1 décrochant. Ce dernier se traduit par la présence de zones de cisaillement principalement localisées autour du Filon-couche d’Esturgeon. Ensemble, elles constitueraient la terminaison SE de la Zone de cisaillement de Nottaway (Beaudette et Daoudene, 2022), qui s’entend au NW du domaine sur ~270 km (voir Daigneault, 1996; Daoudene et al., 2014, 2016, 2022; Bandyayera et Daoudene, 2017, Leclerc et Caron-Côté, 2017). Durant cet épisode de déformation, le Filon-couche d’Esturgeon aurait été localement affecté par un pli en Z dont les caractéristiques géométriques sont compatibles avec un mouvement cisaillant principalement décrochant dextre. Avec l’intensité croissante du cisaillement, des zones de déformation D_n+1 auraient progressivement segmenté le filon-couche durant son plissement.

Caractéristiques métamorphiques

Dans les secteurs centre et nord du domaine, les roches volcaniques intermédiaires à felsique de la Formation de Blondeau présentent des assemblages de minéraux indicateurs généralement à chlorite-séricite-calcite ± épidote impliquant des températures typiques du faciès inférieur des schistes verts (300 à 400 °C, Beaudette et Daoudene, 2022). Les feuillets de chlorite et les paillettes de séricite soulignent la fabrique S_n. Cette dernière est aussi marquée dans les roches les plus déformées par l’aplatissement des cristaux de calcite, couramment disséminés dans la matrice des roches volcaniques les plus altérées. La présence sporadique de biotite brunâtre, en faible proportion, laisse penser que des températures associées au faciès moyen des schistes verts (~400 °C) ont été localement atteintes.

Les cristaux et les amygdules de quartz dans les roches volcaniques sont couramment aplatis et montrent de la recristallisation dynamique par bourgeonnement ou par rotation de sous-grains. Parallèlement, les cristaux de plagioclase dans les roches volcanoclastiques les plus déformées sont communément cassés. Ces caractéristiques confirment que les fabriques associées à la déformations D_n ont été globalement acquises à basse température (<350 °C).

En progressant vers la Zone de cisaillement de Society au sud, les roches ont enregistré des conditions métamorphiques plus élevées (Beaudette et Daoudene, 2022). La biotite est plus courante ici qu’ailleurs dans le domaine et forme de petits feuillets préférentiellement orientés selon la foliation S_n. Elle présente une couleur marron-orange foncé caractéristique des biotites métamorphiques associées au faciès des amphibolites. L’amphibole est également abondante dans cette région. Elle se compose communément d’un mélange d’actinote et de hornblende; la seconde étant en proportion plus importante que la première. Quelques affleurements de roches intermédiaires ou mafiques montrent aussi du grenat. Celui-ci est généralement en faible proportion et couramment très altéré. La présence de ce minéral indiquerait l’atteinte de conditions de température supérieures à 400-450 °C. Ainsi, la présence d’assemblages de minéraux indicateurs à actinote/hornblende-biotite ± grenat dans les roches de la bordure sud du Domaine structural aux Alouettes indiquerait un métamorphisme à la transition schistes verts-amphibolites ou au faciès inférieur des amphibolites.

Altérations

Les roches du Domaine structural aux Alouettes montrent globalement une altération pervasive, variablement exprimée d’un affleurement à l’autre. Cette altération se caractérise principalement par la présence de calcite, en proportion variable, soit en cristaux disséminés dans la roche ou en veinules. Parallèlement, les cristaux de plagioclase dans les roches volcanoclastiques de la Formation de Blondeau sont régulièrement saussuritisés de façon intense.

Caractéristiques géophysiques

Les caractéristiques géophysiques sont décrites en utilisant la nomenclature de Lavoie (2017). Le Domaine structural aux Alouettes présente un patron magnétique hétérogène avec un aspect rubané et une susceptibilité contrastée (Keating et D’Amours, 2010). Les unités du Filon-couche d’Esturgeon forment des bandes très magnétiques orientées WNW-ESE à ENE-WSW et semblent masquer le signal des unités volcaniques adjacentes de la Formation de Blondeau. En revanche, les unités de roches métasédimentaires de cette dernière présentent une faible intensité magnétique.

Repères chronologiques

À ce jour, aucun âge absolu ne permet de préciser la chronologie des déformations qui ont affecté le Domaine structural aux Alouettes. Cependant, des hypothèses peuvent être avancées à partir des données géochronologiques disponibles ailleurs dans la région de Chapais-Waswanipi.

L’âge maximal de sédimentation d’une arénite arkosique implique que la mise en place des unités de la Formation de Blondeau et, par conséquent, la déformation D_n, soient plus jeunes que 2721 ±3 Ma (Leclerc et al., 2012).

Si la déformation D_n+1 du domaine était associée au fonctionnement de la Zone de cisaillement de Nottaway, alors elle pourrait être très tardive dans l’histoire tectonique de la région. En effet, l’analyse ⁴⁰Ar/³⁹Ar d’un mica fish de muscovite issue d’une rhyolite mylonitisée de la région du lac Maicasagi (feuillet 32K01) semble indiquer que la Zone de cisaillement de Nottaway a été active sur une assez longue période, possiblement jusqu’à 2,5 Ga (Daoudene et al., 2014, 2016, 2022).

Références

Publications accessibles dans SIGÉOM Examine

Autres publications

Citation suggérée

Collaborateurs

Première publication

Yannick Daoudene, géo., Ph. D. yannick.daoudene@mrnf.gouv.qc.ca; Mélanie Beaudette, géo, M. Sc. (rédaction) Ghyslain Roy, géo. (coordination); François Leclerc, géo., Ph. D. (lecture critique); Simon Auclair, géo., M Sc. (révision linguistique).