Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales
Étiquette structurale : ZCsfs

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Auteur(s)Moukhsil et Daoudene, 2019
MéthodologieDéfini à partir d’un levé géologique
AppartenanceProvince de Grenville / Allochtone
Mouvement principalSenestre
Style de déformationAnastomosé
Faciès métamorphique (faciès moyen lié à la déformation principale)Amphibolites inférieur

 

 

Historique et méthodologie

La Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales a été définie à la suite de travaux de cartographie menés dans la région du lac des Commissaires par Moukhsil et Daoudene (2019).

Limites et morphologie

Largeur (km)Largeur variant entre 6 et 14 km
Longueur (km)Longueur minimale d’environ 56 km
OrientationN-S

 

La Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales se présente sous la forme d’une bande orientée N-S, large de 6 à 14 km et longue d’environ 56 km dans les feuillets SNRC 32A01 et 32A08. La zone de cisaillement affecte les unités mésoprotérozoïques de l’Allochtone de la Province de Grenville. Elle semble se poursuivre vers le sud dans le feuillet 31P16 et vers le nord dans le feuillet 32A09. Dans ce dernier cas, elle est partiellement masquée par les unités sédimentaires ordoviciennes non déformées sus-jacentes du Domaine structural du Lac-Saint-Jean. La Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales borde à l’est le Domaine structural de Saint-André-du-Lac-Saint-Jean. Enfin, elle délimite à l’ouest les domaines structuraux de Bouchette et des Commissaires.

 

 

Unités stratigraphiques concernées

Les unités stratigraphiques présentes dans la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales sont :

– Le Groupe de Montauban (mPmt5);

- La Suite plutonique de Belley (mPbly3 et mPbly4);

– Le Complexe de Wabash (mPwab1);

– La Suite de Travers (mPtra2, mPtra3 et mPtra4);

- La Mangérite de Lachance (mPlhc);

- La Suite anorthositique de Ouiatchouan (mPoch2).

Caractéristiques structurales

Dans les feuillets 32A01 et 32A08, la plupart des affleurements de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales montrent des fabriques structurales très variées (foliation, linéation, bande de cisaillement, etc.) qui semblent être rattachées à au moins deux phases distinctes de déformation. Les fabriques structurales les plus précoces semblent s’être développées dans des conditions de haut grade métamorphique, alors que les plus récentes, celles associées aux zones les plus déformées (voir ci-dessous), se sont développées dans des conditions de grade métamorphique inférieur. C’est la foliation Sn de ce deuxième événement qui définit le grain structural de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales. À l’échelle régionale, la première foliation dénotée ici Sn-1 apparaît en termes d’orientation très souvent transposée à Sn. Contrairement aux domaines structuraux voisins où Sn correspond la la foliation régionale S2, ici la foliation Sn semble correspondre à une phase de déformation grenvillienne très tardive (voir la section « Caractéristiques métamorphiques » ci-dessous, ainsi que Moukhsil et Daoudene, 2019). Dans ce modèle, la fabrique Sn-1 représenterait soit l’expression de la foliation régionale S2, soit celle d’une foliation composite S2-S3.

 

❯ Fabriques principales

Sn = S4

 

 

 La structure de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales est caractérisée par un réseau de bandes de roche intensément déformées. Ces bandes sont anastomosées, d’épaisseur métrique à hectométrique et rectilignes à l’échelle de l’affleurement. Les roches y sont caractérisées par une forte réduction de la taille des grains, accommodée principalement par des processus de recristallisation dynamique ductile, mais aussi par une fracturation moindre. Parmi les bandes les plus larges, certaines se démarquent par un rubanement mylonitique entre des niveaux centimétriques à décimétriques, dans lesquels la réduction de la taille des grains est variable, mais quantifiable par le pourcentage de porphyroclastes restants. Certains niveaux présentent >90 % de porphyroclastes (protomylonite), la plupart en contiennent 10 à 90 % (mylonite), et enfin quelques-uns <10 % (ultramylonite). En plus de la forte orientation des amas de minéraux ferromagnésiens, lorsque présents, les mylonites présentent fréquemment au microscope un rubanement pratiquement monominéralique (alternance entre des bandes de quartz et de feldspath) et en général un fort aplatissement des grains de quartz ou de feldspath. Certains corridors de déformation au sein de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales sont en plus marqués par la présence de cataclasites dans lesquelles les miroirs de faille sont nombreux.

Dans les feuillets 32A01 et 32A08 et à l’échelle de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales, la foliation mylonitique Sn est globalement orientée NNE-SSW. En revanche, la direction de la ligne de plus grande pente est plus variable, bien que la grande majorité des plans mesurés montre un pendage modéré (45 à 55°) vers l’est.

 La foliation mylonitique porte une linéation minérale et d’étirement Ln souvent très bien marquée. La projection stéréographique des mesures issues des feuillets 32A01 et 32A08 montre des plongées très faibles vers le NNE ou vers le SSW. Cette caractéristique indique clairement que la déformation Dn est principalement associée à une cinématique décrochante.

 
Fabriques principalesType de fabriqueDirection (°)Pendage/Plongée (°)Nombre de mesuresCommentaires
Foliation SnFoliation ou rubanement mylonitique134719 
Linéation LnLinéation minérale et d’étirementNord-sud à NNE-SSWFaible13Les mesures de plongement notées à 0° ont été exclues du traitement

 

La Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales est l’hôte d’une intrusion kilométrique appelée Mangérite de Lachance. Cette intrusion présente une forme ovale et son grand axe est orienté N-S, parallèlement à l’orientation générale de la zone de cisaillement. Par manque d’affleurement, un nombre limité de mesures de foliation sont à ce jour disponibles dans l’intrusion. Cependant, la trajectoire de la foliation, dessinée à partir des données de terrain et des linéaments magnétiques, montre un patron concentritique épousant la forme de l’intrusion. Parallèlement, les plans mesurés de la foliation possèdent généralement un pendage modéré à fort dirigé vers le centre de l’intrusion. Ceci semble indiquer que la Mangérite de Lachance présente une forme de cuvette.

 

❯ Autres fabriques

Les bandes de mylonite de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales délimitent des blocs lenticulaires kilométriques au sein desquels la déformation est généralement de faible à moyenne intensité. Dans ces blocs, la fabrique principale est une foliation diffuse Sn-1, sans plan bien défini et essentiellement soulignée par l’orientation préférentielle des minéraux ferromagnésiens (biotite, amphibole et pyroxène). L’ensemble des unités stratigraphiques de la zone de cisaillement est affecté par cette foliation, quoique variablement développée. En termes d’orientation, les nombreuses mesures collectées dans les feuillets 32A01 et 32A08 montrent que la foliation Sn-1 est couramment orientée NNE-SSW. De plus, la plupart des mesures montrent des pendages modérés à fort vers le SE. À l’échelle de la zone de cisaillement, la foliation Sn-1 est cartographiquement transposée ou presque à la foliation mylonitique Sn des corridors d’intense déformation.

La foliation Sn-1 porte une linéation minérale et d’étirement Ln-1 dont l’attitude est très variable. Parmi les quelques mesures qui ont été collectées dans les feuillets 32A01 et 32A08, un groupe est caractérisé par une plongée forte de la linéation (~63°).

 

Fabriques principalesType de fabriqueDirection (°)Pendage/Plongée (°)Nombre de mesuresCommentaires
Foliation Sn-1Foliation secondaire tectonométamorphique, gneissosité1644142Un groupe très majoritaire présente un pendage vers l’est.
Linéation Ln-1Linéations minérale et d’étirement676323Très variables, mais un groupe distribué autour du la linéation moyenne (67,63) domine.

 

❯ Plis

Non observé.

 

❯ Relations de recoupement

L’analyse de l’imagerie magnétique dans les feuillets 32A01 et 32A08 semble indiquer que la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales est coupée par un certain nombre de failles qui, en termes d’orientation, se répartissent en trois familles.

Paramètres géométriques des failles régionales coupant la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales :

Faille ou Famille de faillesTypeDirection (°) (moy)Pendage (°) (moy)Plongée de la linéation dans le plan de la failleLargeur estimée (m)Longueur estimée (km)Mouvement apparentPositionCommentaires
Famille NNW-SSEFaille régionaleNNW-SSE~90°~8 kmDextrePosition déduite de levés géophysiquesInterprétée dans la partie sud du feuillet 32A01
Faille WNW-ESEFaille régionaleWNW-ESE~ 90°~11 kmDextrePosition déduite de levés géophysiquesInterprétée dans la partie sud du feuillet 32A01
Famille NW-SEFaille régionaleNW-SE~ 90°3 à 13 kmSenestrePosition déduite de levés géophysiquesInterprétés dans la partie nord du feuillet 32A08

 

❯ Cinématique

 

De nombreux indicateurs cinématiques peuvent être observés dans les bandes de déformation mylonitique Dn de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales. Il s’agit principalement de structures C/S de roches cisaillées, mais aussi de bandes de cisaillement localisées, de porphyroclastes de type sigma ou delta, de plis d’entrainement et d’objets ayant subi de la rotation. À ce jour, tous les critères cinématiques mesurés dans la zone de cisaillement ont été observés dans les feuillets 32A01 et 32A08. La majorité de ces indicateurs de mouvement témoigne clairement d’une cinématique apparente principalement senestre. Ces critères sont associés à des plans de cisaillement, souvent subparallèles à la foliation mylonitique Sn. La direction moyenne de ces plans est N-S et leur plongée est généralement modérée vers l’E. Les linéations minérales et d’étirement associées sont faiblement plongeantes vers le NNE. Néanmoins, quelques indicateurs de mouvement à la cinématique apparente dextre ont été observés; ils concernent des plans de cisaillement dont la moyenne est orientée à ~50° et à forte plongée (65°) vers le SE. L’obliquité entre les deux plans de cisaillement laisse supposer qu’il s’agit de deux directions conjuguées de cisaillement.

TypeDirection (°) (moy)Pendage (°) (moy)Plongée de la linéation dans le plan de la failleMouvement apparentIndicateurs cinématiquesCommentaires
Cisaillement régional 159Linéations minérale et d’étirement moyennes plongent à 9° dans la direction 17°SenestreFabrique de type C/S, porphyroblastes de type sigma, bandes de cisaillement16 critères cinématiques macroscopiques
Cisaillement régional5065Linéations minérale et d’étirement plongeant vers le NE ou le SW à angle compris entre 15° et 57°DextreFabriques de type C/S, objets ou plans fléchis par cisaillementSeulement 3 critères cinématiques macropiques. Il pourrait s’agir d’une direction de cisaillement conjuguée à la direction principale, documentée ci-dessus.

 

Style de la déformation

Le style de la déformation de la Zone de cisaillement de Saint-François-de Sales est hétérogène et dominé par un réseau anastomosé de bandes métriques à hectométriques, d’intense déformation, comme l’illustre la présence de mylonites et de cataclasites. Ces bandes, qui semblent être associées à une déformation tardive Dn dominée par une cinématique décrochante senestre nord-sud, délimitent des blocs de forme lenticulaire au sein desquels les roches ont généralement subi une déformation faible à modérée.

 

Caractéristiques métamorphiques

Afin de préciser les conditions métamorphiques associées aux déformations de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales, une quinzaine d’échantillons issus de roches représentatives ont été étudiés au microscope polarisant. Ces analyses révèlent que les déformations observées au sein de cette zone de cisaillement sont assez hétérogènes en termes de conditions métamorphiques.

Les échantillons issus des zones de mylonite, dont le développement est ici attribué à la phase de déformation Dn, montrent des caractéristiques structurales associées à des conditions métamorphiques rétrogrades, depuis le faciès des amphibolites jusqu’à celui des schistes verts. En effet, les roches intrusives quartzofeldspathiques contiennent fréquemment des porphyroclastes de feldspath dont les bordures ont finement recristallisé par rotation de sous-grains ou par bourgeonnement de nouveaux grains. Cette recristallisation dynamique localisée en bordure de grains confère aux porphyroclastes une structure de type « core-and-mantle », typique de températures associées à un grade métamorphique moyen (450 à 600 °C, Passchier et Trouw, 2005). Le caractère ductile de la déformation des porphyroclastes de feldspath peut aussi être observé dans leurs cœurs qui sont en général à extinction ondulante. À l’extérieur des porphyroclastes de feldspath, les grains de quartz montrent de la recristallisation dynamique dominée par la rotation de leurs sous-grains, ce qui semble indiquer une température de température de déformation dans la gamme de celle du faciès inférieur des amphibolites (400 à 500 °C, Passchier et Trouw, 2005). Cependant, les porphyroclastes de feldspath (et par endroits la roche dans sa totalité) sont coupés par des fractures qui témoignent du caractère fragile, voire tardif, de la déformation. En affleurement, la reconnaissance de cataclasites semble appuyer l’interprétation du caractère rétrograde de la déformation Dn au faciès des schistes verts.

En dehors des zones les plus déformées de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales, les roches intrusives felsiques à intermédiaires montrent localement des assemblages minéralogiques à quartz, plagioclase, feldspath potassique, orthopyroxène, biotite et hornblende. Ceci semble indiquer que ces roches ont été affectées par des conditions métamorphiques associées au faciès des amphibolites supérieur ou des granulites.

Altérations

Les bandes de mylonite de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales montrent fréquemment une forte hématitisation et chloritisation. Certaines bandes d’ultramylonite sont même caractérisées par une alternance centimétrique à décimétrique de rubans à l’altération verdâtre, riches en chlorite, et d’autres plutôt rougeâtres, fortement hématitisés. Les faciès cataclastiques montrent le même type d’altération, avec des fragments de roche généralement très hématitisés dans une matrice sombre, riche en chlorite.

Caractéristiques géophysiques

Dans les feuillets 32A01 et 32A08, à l’exception de la zone de répartition de la Mangérite de la Lachance, la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales montre un signal assez homogène à l’échelle du domaine sur la carte du champ magnétique et ses dérivées (Intissar et Benahmed, 2015). Sur la carte du gradient vertical du champ magnétique, le patron se caractérise par un enchaînement de bandes N-S très magnétiques et plus ou moins continues, séparant un domaine de faible susceptibilité magnétique. La Mangérite de Lachance montre un patron magnétique chagriné avec une susceptibilité faible à moyenne.

Repères chronologiques

Les caractéristiques structurales de la Mangérite de Lachanche (forme ovoïde au grand-axe N-S et foliation concentrique) laissent supposer que sa mise en place est synchrone au développement de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales. La datation à venir d’un échantillon de la Mangérite de Lachance (18-AM-125) devrait donc permettre de préciser l’âge de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales.

Références

 

Publications accessibles dans Sigéom Examine

INTISSAR, R., BENAHMED, S. 2015. LEVE MAGNETIQUE AEROPORTE DANS LE SECTEUR OUEST DU LAC-ST-JEAN, PROVINCE DE GRENVILLE. MERN, GOLDAK AIRBORNE SURVEYS. DP 2015-06, 7 pages et 2 plans.

MORFIN, S., TREMBLAY, C., SOLGADI, F., MOUKHSIL, A., DAIGNEAULT, R. 2015. GEOLOGIE DE LA REGION DE CHAMBORD, ROBERVAL ET NOTRE-DAME-DE-LA-DORE (FEUILLETS SNRC 32A08, A09 ET A10) ET RECONNAISSANCE DES FEUILLETS 32A06, A07 ET A11. MERN, CERM. MB 2015-07, 69 pages et 5 plans.

MOUKHSIL, A., CÔTÉ, G. 2018. Géologie de la région du lac Borgia, Province de Grenville, nord de La Tuque, régions de la Mauricie et du Saguenay–Lac-Saint-Jean, Québec, Canada. Ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles, Québec; BG 2018-01.

MOUKHSIL, A., DAOUDENE, Y. 2019. Géologie de la région du lac des Commissaires, Province de Grenville, région du Saguenay–Lac-Saint-Jean, Québec, Canada. Ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles, Québec; BG 2019-01.

 

Autres publications

PASSCHIER, C.W., TROUW, R.A.J. 2005. Microtectonics, 2nd Edition. Springer, New York. doi:10.1007/3-540-29359-0.

 

 

 

31 mai 2019