Mawdsley et Norman (1938) sont les premiers à décrire des zones de roches sédimentaires riches en feldspath, d’ardoise, de chert rubané, de conglomérat, de roches volcaniques en proportion moindre, de roches pyroclastiques et de petits corps intrusifs dans la région du lac Caopatina (feuillet SQRC 32G07-200-0201), ainsi que de gneiss et schiste grenatifères à biotite ± hornblende et d’amphibolite dans la région du lac Nemenjiche (feuillet 32G08-200-0201). Par la suite, Gilbert (1952, 1959), Grenier (1953), Deland et Grenier (1959) et Hébert (1975) décrivent du paragneiss à biotite, du paragneiss grenatifère à biotite et du paragneiss à hornblende-biotite dans la région à l’est du lac Caopatina (feuillet 32G07-200-0202) jusqu’au lac Rohault (feuillet 32G08). Dans les mêmes années, du côté ouest du lac Caopatina, sont cartographiées des roches sédimentaires dans la région du lac Surprise (Deland, 1954; feuillet 32G07-200-0201), de la rhyolite, des roches pyroclastiques et des roches sédimentaires dans la région du lac Doda (Deland, 1955; feuillet 32G06-200-0202) et une proportion moindre de roches sédimentaires riches en feldspath et d’ardoise porphyroblastique à hornblende-grenat interstratifiées avec l’andésite et au basalte de la Formation d’Obatogamau, dans la région du lac du Guesclin (Remick, 1957; feuillet 32G11-200-0101).

Hébert (1980) est le premier à associer au Groupe d’Opémisca des roches sédimentaires constituées de conglomérat, de grès, d’argilite tufacée, des roches sédimentaires gneissiques (zone de transition) et du gneiss rubané à biotite ou à hornblende dans la région du lac Nemenjiche (feuillet 32G08-200-0201). Gobeil et Racicot (1982, 1983) assignent également au Groupe d’Opémisca des roches volcano-sédimentaires (tuf, roche volcanique, grès, argilite) dans la région du lac Caopatina. Par contre, une grande partie de la superficie tracée par Gobeil et Racicot dans ce secteur correspond en fait au Pluton d’Hazeur (Dion et Simard, 1999). Sharma et al. (1987) introduisent le nom de Formation de Caopatina en référence au lac éponyme et notent la présence de formations de fer litées à magnétite qu’ils incluent dans l’unité. Par la suite, des roches sédimentaires épiclastiques transportées à la faveur de courants de turbidites, du schiste et du paragneiss sont décrits dans les différentes régions mentionnées précédemment par plusieurs auteurs (Tait et Chown, 1987; Hocq, 1990; Lauzière et Chown, 1988; Lauzière et al., 1989a; Lauzière et al., 1989b; Lauzière et al., 1990; Roy et Caderon, 2006a, 2006b) et associés à la Formation de Caopatina (Tait et al., 1990; Midra et al., 1992a, 1992b; Midra et al., 1992c; Simard, 1992; Midra et al., 1993, 1994).

La Formation de Caopatina est divisée en trois unités informelles dans les travaux de compilation du Ministère (Simard et al., 2004b-d; Roy et al., 2006) en fonction de la prédominance du wacke feldspathique, du siltstone et du mudstone et de leurs équivalents métamorphiques (Acp1), du conglomérat polygénique (Acp2) ou des formations de fer à oxydes (Acp3). À noter que dans la partie orientale de la formation (feuillet 32G08-200-0101), Roy et al. (2006) avaient introduit une nouvelle unité (Acp4) constituée d’amphibolite. Cette dernière unité a été réassignée à la Formation d’Obatogamau dans le cadre de la rédaction de cette fiche stratigraphique. Sharma et al. (1987) avaient observé une interdigitation entre les roches volcaniques mafiques de la Formation d’Obatogamau (Groupe de Roy) et les roches sédimentaires de la Formation de Caopatina. Ils ont déduit que cette dernière était contemporaine. Par ailleurs, dans les cartes de compilation du Ministère, des roches correspondant à l’unité Acp1 de la Formation de Caopatina, situées en périphérie de la bande principale et intercalées aux roches volcaniques de la Formation d’Obatogamau, avaient d’abord été incluses dans l’unité Aob5 de cette dernière (p. ex. l’extrémité NW de la Formation de Caopatina; Simard et al., 2004a). Dans ces cartes, la Formation de Caopatina est associée au Groupe de Roy, tout comme la Formation d’Obatogamau. Cependant, l’âge maximal de sédimentation d’un échantillon provenant de la Formation de Caopatina (<2707,3 ±2,3 Ma; David et al., 2006) est plutôt similaire à celui obtenu pour la Formation de Stella (<2704 ±2 Ma; Leclerc et al., 2012) qui appartient au Groupe d’Opémisca. Ce résultat vient infirmer l’hypothèse de Sharma et al. (1987) et la Formation de Caopatina est intégrée ici au Groupe d’Opémisca (F. Leclerc, communication personnelle, 18 octobre 2021).

La Formation de Caopatina consiste en une séquence de roches majoritairement sédimentaires épiclastiques déposées à la faveur de courants de turbidité (Sharma et al., 1987; Tait et al., 1990; Midra et al., 1992b; Midra et al., 1992c; Midra et al., 1994; Dion et Simard, 1999) et partiellement métamorphisées au faciès des schistes verts ou des amphibolites (Hébert, 1980; Simard, 1992; Roy et Caderon, 2006b). Elle est divisée en trois unités informelles comprenant du wacke feldspathique, du siltstone, du mudstone et leurs équivalents métamorphiques qui incluent du schiste à biotite-hornblende ± grenat, du paragneiss à biotite ± grenat et de l’amphibolite, ainsi que des proportions moindres de conglomérat polygénique et de basalte (unité nAcp1), du conglomérat polygénique non jointif et du wacke feldspathique accompagnés de siltshale et de mudstone (unité nAcp2) et, finalement, des formations de fer indifférenciées et du schiste dérivé de formation de fer à oxydes et de mudstone (unité nAcp3). Les différents faciès des roches sédimentaires de la Formation de Caopatina reflètent un milieu de dépôt en eau profonde à la suite de l’érosion significative des roches volcaniques du plancher océanique et la présence des conglomérats chenalisés suggère un système de cônes sous-marin à fragments grossiers (Mueller et al., 1989; Mueller et Donaldson, 1992; Dubé et Mercier-Langevin, 2020).

La Formation de Caopatina fait partie de la Bande Caopatina-Desmaraisville et contient plusieurs zones minéralisées en or (Dion et Simard, 1999). En effet, les formations de fer à magnétite ou les zones de pyrrhotite-pyrite massive de la formation peuvent constituer des cibles intéressantes pour des minéralisations aurifères associées aux formations de fer (type mine Lupin), particulièrement dans les zones de charnière de pli (Dion et Guha, 1994; Dion et Simard, 1999).

Formation de Caopatina 1 (nAcp1) : Wacke feldspathique, siltstone et mudstone; schiste à biotite-hornblende ± grenat, paragneiss à biotite ± grenat et amphibolite; conglomérat polygénique; basalte

L’unité nAcp1 est principalement formée de wacke feldspathique accompagné de siltstone et de mudstone (Hébert, 1980; Gobeil et Racicot, 1983; Tait et al., 1990; Midra et al., 1992b; Midra et al., 1992c; Midra et al., 1994). Le wacke feldspathique est blanchâtre à beige en surface altérée et gris pâle à gris-vert pâle en cassure fraiche (Hébert, 1980; Midra et al., 1992b; Midra et al., 1992c; Midra et al., 1994). La roche se compose principalement de cristaux millimétriques de plagioclase (jusqu’à 70 %) anguleux à subarrondis, communément brisés et localement maclés (Tait et al., 1990; Midra et al., 1992a; Midra et al., 1992b; Midra et al., 1994). L’altération du plagioclase en épidote et séricite est variable, mais devient prononcée dans les zones très déformées. Le quartz hypidiomorphe (2 mm) constitue la deuxième fraction en importance (1 à 20 %); il se présente communément en cristaux monocristallins subanguleux à arrondis, indiquant une source volcanique, et plus rarement en fragments polycristallins. La matrice (15 à 65 % de la roche), de granulométrie très fine à fine, est de composition quartzo-feldspathique. Habituellement, les grains de quartz et de feldspath sont suturés, donnant une structure microgranoblastique à la matrice. Dans les roches plus déformées, la matrice est complètement recristallisée et contient une proportion élevée de chlorite (feuillets de 0,1 à 0,4 mm), de carbonate, de muscovite, de séricite, d’épidote et de biotite, les minéraux typiques du métamorphisme au stade des schistes verts. Les micas, en feuillets hypidiomorphes (0,5 à 2 mm), soulignent alors une structure lépidoblastique. Des porphyroblastes de grenat apparaissent dans certaines zones fortement déformées. Le wacke contient également des fragments de roche volcanique, généralement des laves de composition intermédiaire à felsique, et de roches sédimentaires (mudstone principalement).

Le wacke occupe la base des lits granoclassés des séquences de turbidites ou forme des niveaux massifs, localement stratifiés, d’ordre centimétrique à métrique intercalés aux niveaux de siltstone-mudstone, millimétriques à centimétriques (Sharma et al., 1987; Tait et al., 1990; Midra et al., 1992b; Midra et al., 1992c; Midra et al., 1994; Dion et Simard, 1999). Ces roches sédimentaires fines sont caractérisées par du granoclassement normal et des stratifications parallèles; elles ont été déposées par un courant de turbidité sous la forme d’une séquence dans laquelle on reconnaît le plus communément les lits « A » (siltstone et grès fin) et « E » (argileux) de la séquence de Bouma. Les lits « E » sont généralement beaucoup plus minces que les lits « A ». D’autres structures sédimentaires ont également été observées : chenaux d’érosion, lamines convolutées, structures en flammes, structures en balles et coussins, et plis synsédimentaires (Midra et al., 1992b; Midra et al., 1994). Le siltstone (grès fin), gris pâle en cassure fraiche, sontt composés de fragments subanguleux à subarrondis de quartz et de plagioclase non maclé dans une matrice quartzo-feldspathique lépidogranoblastique très fine comprenant de la séricite, de la chlorite et de la clinozoïsite qui définissent la schistosité dans la roche (Tait et al., 1990; Midra et al., 1992c; Midra et al., 1994). Par rapport au wacke feldspathique, la proportion de plagioclase est plus faible et celle du quartz, plus élevée. Les niveaux argileux, foncés à noirâtres, présentent une structure lépidoblastique définie par les cristaux orientés de séricite et de chlorite, ces derniers étant accompagnés par une faible proportion de minéraux opaques (oxydes de fer) (Hébert, 1980; Tait et al., 1990; Midra et al., 1992c; Midra et al., 1994).

Avec l’augmentation du grade métamorphique, le wacke, le siltstone et le mudstone sont transformés en schiste à biotite-hornblende ± grenat, en amphibolite (Midra et al., 1992c; Dion et Simard, 1999) et en paragneiss à biotite ± grenat dans la partie orientale de la formation (Hébert, 1980; Simard, 1992; Roy et Caderon, 2006b; Dion et Simard, 1999). Le paragneiss est granoblastique et son aspect varie en fonction de la granulométrie et de la composition de la roche mère. Il est à grain fin ou moyen et montre communément un aspect massif ou faiblement folié caractérisé par l’alignement des feuillets de biotite rougeâtre (10 à 40 %) (Simard, 1992; Roy et Caderon, 2006b). Les roches métasédimentaires felsiques (issues du wacke ou du siltstone) sont gris clair à gris rosé en cassure fraiche et possèdent une patine gris brunâtre distincte. Les roches métasédimentaires plus mafiques sont plus sombres et contiennent une proportion importante de biotite et de hornblende. Le litage primaire est remplacé par un rubanement métamorphique consistant en bandes gris clair pauvres en biotite et hornblende, de quelques centimètres à près d’un mètre d’épaisseur, et de bandes vert foncé riches en biotite et hornblende dont l’épaisseur est généralement inférieure à 10 cm (Hébert, 1980; Simard, 1992). Le grenat peut être présent sous forme de pœciloblastes arrondis roses dans tous les types de roches métamorphiques, mais il est plus abondant dans les roches métasédimentaires plus mafiques (Hébert, 1980; Simard, 1992; Roy et Caderon, 2006b). Plusieurs autres minéraux entrent localement dans la composition de la roche, notamment la cordiérite, la kyanite, la scapolite, le graphite, la muscovite, les carbonates, l’apatite et le zircon (Roy et Caderon, 2006b). À noter que Martin Simard (MRN, document inédit) rapporte la présence d’un mudshale graphiteux (nAcp1a) à l’est du lac Nemenjiche (quart NW du feuillet 32G08). 

L’unité nAcp1 comprend également quelques lentilles de conglomérat (Gobeil et Racicot, 1983; Midra et al., 1992c). La roche est grise en cassure fraiche et beige rouille en surface altérée dû à l’abondance de carbonates (Midra et al., 1992c). Les fragments (≤80 % de la roche) sont anguleux à subarrondis et leur taille atteint quelques dizaines de centimètres. Ils consistent majoritairement en roches volcaniques intermédiaires à felsiques. Seuls quelques niveaux à fragments de porphyre, d’envergure métrique à décamétrique, sont intercalés avec des niveaux gréseux et silteux. Une surface d’érosion marque communément le contact entre les niveaux conglomératiques et les lits gréseux sous-jacents.

Finalement, quelques niveaux de roche volcanique mafique et de filon-couche gabbroïque se trouvent par endroits intercalés aux roches sédimentaires (Sharma et al., 1987; Mueller et al., 1989; Midra et al., 1992c). Selon ces auteurs, ils présenteraient des similitudes avec les roches volcaniques et filons-couches de la Formation d’Obatogamau et correspondraient aux dernières pulsions du volcanisme pendant la période de sédimentation. Cependant, l’âge maximal de 2707 Ma obtenu dans un conglomérat de l’unité nAcp2 (David et al., 2006, cf. infra) ne supporte pas une telle corrélation entre la Formation de Caopatina et celle d’Obatogamau. Les interdigitations de roche volcanique dans la Formation de Caopatina correspondraient donc à une activité volcanique relativement tardive dans l’histoire de la région, mais qui avait cours au même moment dans d’autres secteurs de la ceinture de l’Abitibi (p. ex. Val-d’Or; M. Guemache, communication personnelle, 18 octobre 2021).

Formation de Caopatina 2 (nAcp2) : Conglomérat polygénique non jointif, wacke feldspathique, siltshale, mudstone

L’unité nAcp2 est constituée de conglomérat polygénique, de wacke feldspathique, de siltshale et de mudstone (Hébert, 1980; Gobeil et Racicot, 1983; Tait et al., 1990; Midra et al., 1994). Dans la partie orientale de la formation (feuillet 32G08), le grade métamorphique est plus élevé; un niveau de métaconglomérat et de métagrès est décrit par Simard (1992). Le wacke est gris pâle en cassure fraiche, blanchâtre en surface altérée, de granulométrie fine à moyenne et présente un structure granoblastique (Hébert, 1980; Tait et al., 1990; Midra et al., 1994). Il est composé de plagioclase, de quartz, de biotite, de chlorite, d’épidote et, en proportion moindre, de grenat (~1 mm de diamètre; Simard, 1992) et de hornblende (Hébert, 1980; Tait et al., 1990). La biotite et la chlorite sont orientées selon la foliation (Tait et al., 1990).

D’aspect généralement massif, le conglomérat présente par endroits un litage grossier marqué par une variation granulométrique ou dans la proportion de certains types de fragments (Midra et al., 1994). Il est principalement composé de fragments plutôt arrondis de porphyre à quartz et à feldspath (QFP), de fragments subarrondis de porphyre intermédiaire et, dans une moindre proportion, de fragments subarrondis de roches volcaniques felsiques à mafiques hypabyssales porphyriques à phénocristaux de plagioclase et de fragments aplatis de basalte pyriteux (Hébert, 1980; Tait et al., 1990; Midra et al., 1994; Dion et Simard, 1999). Des fragments subanguleux de shale noir et quelques fragments arrondis de chert sont également présents (Midra et al., 1994). Les fragments sont généralement de taille centimétrique, mais ils peuvent atteindre près de 2 m de diamètre, principalement les fragments de porphyre felsique (Tait et al., 1990; Simard, 1992; Midra et al., 1994). Ils peuvent être étirés dans le sens de la schistosité régionale (Hébert, 1980, Simard, 1992). La matrice quartzo-feldspathique du conglomérat (5 à 50 % du volume de la roche; Midra et al., 1994) est très similaire au wacke (Hébert, 1980; Tait et al., 1990).

Formation de Caopatina 3 (nAcp3) : Formation de fer indifférenciée; schiste dérivé de formation de fer à oxydes et de mudstone

Les niveaux de formation de fer à oxydes métamorphisés sont principalement présents dans la partie sud de la Formation de Caopatina, au sud des lacs Caopatina et d’Eu (portion sud des feuillets 32G07-200-0201 et 32G07-200-0202) et sont facilement repérables sur les cartes de relevé magnétique et électromagnétique de type Input (Relevés géophysiques Inc., 1982; Sial Géosciences Inc., 1989). Ces niveaux sont en alternance avec des roches métasédimentaires gréseuses caractérisées par la présence de cristaux de magnétite (Midra et al., 1992c). Le contact est marqué par la présence de minces niveaux millimétriques à centimétriques d’amphibolite à grenat, dont l’épaisseur varie en fonction de la puissance du niveau de formation de fer.