Zone de cisaillement de la Rivière George
Étiquette structurale : ZCrge

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Auteur(s)van der Leeden et al., 1985
MéthodologieDéfini à partir d’un levé géologique et de données géophysiques
AppartenanceProvince de Churchill / Domaines lithotectoniques de George, de Mistinibi-Raude et de Falcoz
Mouvement principalDextre
Style de déformationAnastomosé
Faciès métamorphique (faciès moyen lié à la déformation principale)Amphibolites

 

 

Historique et méthodologie

C’est van der Leeden (1985, 1994 et 1995) qui identifie pour la première fois des zones de cisaillement importantes le long de la rivière George, dans le secteur où elle s’élargit pour former le lac de la Hutte Sauvage (feuillet SNRC 23P15), dans le SE de la partie québécoise du sud-est de la Province de Churchill (SEPC). Il associe ces zones de cisaillement à une structure régionale majeure qu’il nomme Zone de cisaillement de la rivière George (ZCrge). Son extension N-S est alors estimée à plus de 200 km d’après les levés aéromagnétiques. Ces zones de cisaillement ont d’ailleurs été reconnues vers le sud jusqu’à la limite entre le Québec et le Labrador (Owen, 1989; Danis, 1991; Tanner, 1992; Hammouche et al., 2011) et vers le nord jusqu’à la baie d’Ungava (Girard, 1990; Simard et al., 2013; Lafrance et al., 2014, 2015, 2016). Des travaux de gravimétrie (Telmat et al., 1999), de géochronologie (Dunphy et Skulski, 1996; Isnard et al., 1998) et de géologie (Bardoux et al., 1998) réalisés en bordure de la baie d’Ungava, dans le cadre du projet « Lithoprobe », ont aussi contribué à définir l’emprise de la zone de déformation, ses caractéristiques ainsi que sa relation avec les autres structures majeures du SEPC.

La présente fiche structurale s’appuie sur l’ensemble des travaux antérieurs cités précédemment. Les mesures structurales utilisées dans les stéréogrammes proviennent des levés géologiques effectués par le ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles entre 2009 et 2015 aux échelles 1/250 000 et 1/50 000. Le grain structural régional, de même que la zone d’emprise de la ZCrge, ont été déterminés en combinant les observations de terrain aux levés aéromagnétiques (D’Amours et Intissar, 2012a, 2012b, 2013; Intissar et al., 2014). Une étude structurale détaillée de la ZCrge a aussi été réalisée dans le cadre d’un projet de maîtrise (Vanier et al., 2017, 2018).

Limites et morphologie

Largeur (km)15 km (moyenne); 26 km (maximale) 
Longueur (km)435 km
OrientationN-S à NNW-SSE

 

La ZCrge est une structure régionale regroupant un réseau anastomosé de roches cisaillées dans lequel s’intercalent des niveaux métriques à kilométriques peu déformés. Cette structure traverse l’ensemble du SEPC. Elle marque la limite orientale du Domaine lithotectonique de George (Charette et al., 2018) avec ceux de Falcoz et de Mistinibi-Raude (Lafrance et al., 2019) se trouvant respectivement au nord-est et au sud-est. La morphologie anastomosée, en plus de la déviation selon une orientation NNW-SSE se produisant à la jonction de Zone de cisaillement de Moonbase (ZCmob), divise naturellement la ZCrge en trois branches : 1) une branche nord orientée NNW-SSE; 2) une branche sud orientée N-S; et 3) une branche centrale orientée N-S et entourant un secteur peu déformé. Cette dernière correspond en majeure partie à la Zone de cisaillement de Brégent défini par Lafrance et al. (2016). Les différentes branches de la ZCrge sont localisées sur la figure du champ magnétique total résiduel présentée ci-dessous, à la section « caractéristiques géophysiques ».

 

Unités stratigraphiques concernées

L’ensemble des unités du Domaine lithotectonique de George ont été affectées par la déformation. Ces dernières sont amincies et totalement transposées dans la foliation mylonitique N-S (van der Leeden et al., 1990; Lafrance et al., 2015). La déformation mylonitique affecte aussi bien les roches paléoprotérozoïques de la Supersuite de De Pas que les unités archéennes à paléoprotérozoïques (complexes de Tunulic, de Saint-Sauveur et de Guesnier). Les unités du De Pas ne sont toutefois pas systématiquement affectées par cette déformation, indiquant une mise en place syntectonique à tarditectonique par rapport à la ZCrge.

Dans le cas des domaines lithotectoniques de Falcoz et de Mistinibi-Raude, seules les unités situées en bordure ont été affectées. Il s’agit de la Suite de Siimitalik et des complexes de Fougeraye et de Kangiqsualujjuaq, dans le cas du Falcoz, et des suites de Nekuashu et de Déat et des complexes d’Advance, d’ Elson, de Zeni et de Mistinibi, dans le cas du Mistinibi-Raude.

Caractéristiques structurales

❯ Fabriques principales

Les roches ayant une structure mylonitique sont marquées par une surface de cisaillement principale dont l’orientation est la même que les foliations secondaires tectonométamorphiques et les gneissosités mesurées sur les affleurements moins déformés. Par conséquent, les fabriques planaires sont ici regroupées en une seule famille (Sn). Cette dernière contient couramment une linéation minérale secondaire tectonométamorphique ou bien une linéation d’étirement (Ln). Étant donné la dimension de la zone de cisaillement, les stéréogrammes ont été construits selon les subdivisions présentées à la section « Limites et morphologie ». Les plans de cisaillement pour l’ensemble de la zone de cisaillement sont abrupts, soit de 70° à 90°. Quant aux linéations, elles sont à faible plongement, inférieur à 25° en moyenne, en direction sud-est. Toutefois, de rares linéations ont un plongement plus prononcé de l’ordre de 45°.

Fabriques principalesType de fabriqueDirection (°)Pendage / Plongée (°)Nombre de mesureCommentaires
Foliation Sn – ZCrge NordFoliation, gneissosité, foliation ou rubanement mylonitique, schistosité32683330 
Linéation Ln – ZCrge NordLinéation1460720 
Foliation Sn – ZCrge CentreFoliation, foliation ou rubanement mylonitique, gneissosité32685199 
Linéation Ln – ZCrge CentreLinéation1490225 
Foliation Sn – ZCrge SudFoliation, foliation ou rubanement mylonitique, gneissosité, schistosité34888529 
Linéation Ln – ZCrge SudLinéation1650694 

Étant donné la distribution hétérogène de la déformation et la présence d’intrusions syntectoniques à post-tectoniques, il y a des variations significatives de l’intensité de la déformation au sein de la ZCrge. De plus, la déformation s’exprime différemment selon les protolithes. Les faciès principaux sont les ultramylonites, les mylonites porphyroclastiques et les orthogneiss.

Les roches ayant subi le plus de déformation sont des ultramylonites composées de matériel broyé de couleur gris très foncé, dont les protolites ne sont plus reconnaissables. Ces roches ne représentent que des niveaux centimétriques à décimétriques; elles évoluent progressivement vers des mylonites contenant des feldspaths subidiomorphes d’apparence peu déformés baignant dans une matrice similaire aux ultramylonites.

 

Les orthomylonites à porphyroclastes de feldspath potassique contenus dans une matrice de feldspath broyé et de rubans millimétriques de quartz sont communes; elles correspondent surtout aux bordures cisaillées de la Suite granitique de De Pas. Dans certaines zones plus déformées, le broyage et la ségrégation minérale génèrent une alternance de rubans de quartz et de feldspath contenant peu de porphyroclastes de feldspath. La déformation s’exprime de façon plus diffuse au sein des roches gneissiques du Complexe de Saint-Sauveur et des volcanoclastites du Complexe de Tunulic. Les structures gneissiques fortement rectilignes et localement porphyroclastiques sont dominantes et s’apparentent à des gneiss droits. Les linéations d’étirement sont présentent dans l’ensemble de ces faciès et peuvent être significativement plus marquées que la fabrique planaire qui la contient (tectonites en L >S et L>>S). L’étirement est principalement marqué par le quartz et les porphyroclastes de feldspath. L’analyse des axes-c du quartz indique aussi une déformation en constriction répandue dans la ZCrge (Vanier et al., 2018).

❯ Autres fabriques

Ne s’applique pas.

❯ Plis

Des plis en Z sont localement observés dans les mylonites qui, en association avec les structures C/S, indiquent un mouvement dextre. Des plis isoclinaux de même que des plis intrafoliaux sont régulièrement observés au sein des différentes unités affectées par la ZCrge.

❯ Relations de recoupement

Les linéaments géophysiques de la Zone de cisaillement de Zeni (ZCzen) sont d’orientation est-ouest, alors que ceux de la ZCrge sont nord-sud. Ces derniers sont parallèles à la trace des foliations. L’interprétation des linéaments aéromagnétiques révèle une discontinuité nord-sud qui coupe ou fait dévier, de façon dextre, le grain structural de la ZCzen (Vanier et al., 2018). Ainsi, la ZCrge coupe la ZCzen. Quant à la ZCmob, elle se joint de manière continue à la section centrale de la ZCrge pour former un système de cisaillement conjugué (Vanier et al., 2018; voir la section « Style de la déformation » ci-dessous).

❯ Cinématique

La ZCrge présente une dominance d’indicateurs cinématiques dextres; cependant, plusieurs indicateurs senestres ont aussi été observés à différents endroits (van der Leeden, 1990). Girard (1990) lui attribue un mouvement principal dextre basé sur la réorientation du grain structural régional et sur le décalage des assemblages lithologiques repères. Près de la baie d’Ungava, la ZCrge montrerait également un mouvement dextre combiné à un déplacement normal vers l’est (Bardoux et al., 1998).

Les mylonites porphyroclastiques expriment le mieux la cinématique. Elles contiennent régulièrement des structures C’, CS ou les deux, et des porphyroclastes sigmoïdaux. Des structures C’ dextres sont aussi visibles à l’échelle microscopique dans les roches équigranulaires et à grain fin. Le mouvement dextre est aussi confirmé par les fabriques d’axes-c du quartz (Vanier et al., 2018). Il y a aussi présence de plusieurs indicateurs cinématiques senestres. Une explication quant à la présence d’indicateurs cinématiques antithétiques est présentée par Charette et al. (2018). Une cinématique ambiguë, par exemple lorsque les porphyroclastes sont symétriques, est aussi notée sur de nombreux affleurements.

Style de la déformation

La ZCrge représente une zone de cisaillement complexe dont la forme anastomosée délimite, à l’échelle régionale, des blocs peu déformés. Ce style de déformation est aussi observé à l’échelle hectométrique : l’intensité de la déformation y est hétérogène, créant des alternances de mylonites et de roches foliées à peu déformées. De plus, la ZCmob se joint de manière diffuse à la ZCrge, formant un système de cisaillement ductile conjugué (Vanier et al., 2018). Le régime de contraintes ayant produit ce système de cisaillement consiste en un raccourcissement selon un axe SW-NE. La ZCrge s’inscrit dans ce contexte comme une zone de cisaillement transpressive dextre en condition de croûte moyenne (Vanier et al., en préparation).
 

Caractéristiques métamorphiques

Une étude des microstructures de recristallisation dynamique du quartz et du feldspath et l’analyse des axes-c du quartz indiquent que la déformation principale s’est produite à des températures entre 500 et 700 °C (Vanier et al., 2018). En effet, le mécanisme prédominant de recristallisation dynamique du quartz est la migration des bordures de grains. Ce type de recristallisation dynamique est associée à la déformation à plus de 500 °C (Passchier et Trouw, 2005). Les assemblages métamorphiques des roches de la ZCrge correspondent aussi au faciès des amphibolites. Les minéraux métamorphiques, tels les micas (principalement de la biotite), les amphiboles et plus localement la sillimanite sont orientées dans la fabrique mylonitique. Ainsi, la déformation principale est concomitante à légèrement postérieure au paroxysme du métamorphisme. La biotite est couramment partiellement chloritisée dans les roches volcaniques du Complexe de Tunulic, indiquant un rétromorphisme au faciès des schistes verts, au sein et à proximité des zones fortement cisaillées.

Altérations

L’altération en épidote et l’hématitisation marquée par une coloration rosée sont communes dans plusieurs unités affectées par la ZCrge.

Caractéristiques géophysiques

Les différentes branches de la ZCrge correspondent à des linéaments aéromagnétiques rectilignes bien définis et caractérisés par une alternance serrée de maximums et de minimums de la susceptibilité magnétique. Ces linéaments sont parallèles à la foliation mylonitique principale. Ce patron témoigne d’une transposition complète des unités lithostratigraphiques. Les zones présentant une intensité de la déformation plus faible sont associées à un patron aéromagnétique désorganisé semblable aux portions non déformées de la Supersuite de De Pas, adjacentes à la ZCrge (majoritairement à l’ouest). L’interprétation des linéaments indique aussi un décalage dextre de la ZCzen et du Complexe de Zeni par la ZCrge (Vanier et al., 2018).

Repères chronologiques

L’unité géologique la plus utile pour contraindre temporellement la ZCrge est la Supersuite de De Pas. Celle-ci présente à la fois des structures ultramylonitiques et des intrusions massives non déformées coupant les fabriques principales, témoignant du caractère syntectonique à post-tectonique de cette unité. Les âges de cristallisation de la Supersuite de De Pas s’étalent de 1805 à 1862 Ma, ce qui ne contredit pas l’âge final de la déformation estimé à 1800 Ma par Isnard et al. (1998) et par Bardoux et al. (1998). 

Une datation réalisée dans une granodiorite faiblement foliée coupant un granite mylonitique permet de contraindre plus précisément la déformation. L’âge de cristallisation obtenu (1825 ±2 Ma; Dunphy et Skulski, 1996) est interprété par les auteurs comme indiquant une déformation toujours active à cette période, mais significativement moins intense.

Références

Publications accessibles dans Sigéom Examine

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Autres publications

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7 février 2019