Géologie de la région de Nuvujjuaq, Orogène de l'Ungava, Nunavik, Québec, Canada

 

Un nouveau levé géologique à l’échelle 1/90 000 a été réalisé à l’été 2024 dans la région de Nuvujjuaq (Cap de Nouvelle-France) (coin NW des feuillets SNRC 35G16 et 35I04, feuillets 35I05, 35J01 et 35J08), située à ∼90 km à l’est de la municipalité de Salluit, au Nunavik. Ce projet visait à acquérir de nouvelles connaissances géologiques dans l’Orogène de l’Ungava (Province de Churchill), un segment associé à l’Orogenèse transhudsonienne du Paléoprotérozoïque. Le levé a permis la collecte de 794 nouvelles descriptions d’affleurements, de 301 échantillons d’analyses géochimiques et sept échantillons pour des analyses géochronologiques U-Pb. La cartographie a conduit à définir quatre nouvelles unités stratigraphiques. Parmi celles-ci, la Suite métamorphique d’Arqutialuk correspond à une nouvelle ceinture de roche volcano-sédimentaire, dominée par des amphibolites rubanées. Spatialement associée à cette ceinture, la Suite intrusive de Poly se compose d’un granite rubané à magnétite (≤1 %). L’ensemble du territoire à l'étude montre une empreinte tectonométamorphique polyphasée héritée de l’Archéen et de l’orogène de l’Ungava. Trois phases de déformation sont identifiées : une première (D₁) à l’Archéen, une seconde (D₂) en extension au Paléoprotérozoïque et une dernière (D₃) en compression. Le métamorphisme régional est caractérisé par un gradient augmentant vers le nord, atteignant le faciès des granulites. Sur le plan de la géologie économique, des lits de grenatite intercalés dans l'amphibolite de Suite métamorphique d’Arqutialuk sont interprétés comme des méta-exhalites témoignant d’une activité hydrothermale sur un ancien plancher océanique. Ces niveaux pourraient constituer des métalotectes favorables pour l’exploration de minéralisations synvolcaniques à Cu-Zn-Pb-Au-Ag. Des altérations de types sodique et calcique-ferrifère (potassique) ont également été reconnues sur une zone de quelques dizaines de mètres dans le Complexe de Déception. Bien que leur contexte reste indéterminé, ces altérations pourraient correspondre à un système métasomatique à fer et alcalis-calcium (MFAC).

Méthode de travail

Travaux antérieurs

 

Le tableau ci-dessous présente une liste des travaux réalisés dans le secteur à l'étude depuis 1946. Il inclut aussi les références citées dans le rapport. Une liste plus exhaustive peut être trouvée dans la base de données documentaire EXAMINE.

Tableau 1 — Travaux antérieurs dans la région d'étude

Auteur(s)	Type de travaux	Contribution
Kretz, 1960	Cartographie régionale à l’échelle 1/1 013 760	Première carte géologique de la péninsule d’Ungava
Taylor, 1982	Cartographie géologique régionale à l’échelle 1/250 000	Cartographie géologique, identification de deux provinces structurales distinctes (Supérieur et Churchill) et de roches métamorphiques au faciès des amphibolites et des granulites au nord de la ceinture de Cape Smith
St-Onge et Lucas, 1990	Cartographie géologique à l'échelle 1/250 000	Rapport accompagnant les travaux de cartographie entrepris par la Commission géologique du Canada (feuillets 35J et 35G)
Hoffman, 1985	Synthèse géologique et interprétation de données géophysiques	Proposition d’un modèle tectonique pour la ceinture de Cape Smith
MER. 1986	Cartographie, géochimie et étude métallogénique	Recueil de textes regroupant les travaux du Ministère et de ses collaborateurs dans l’Orogène de l’Ungava
Doig, 1987	Géochronologie Rb/Sr	Datation de gneiss archéens et de roches métasédimentaires de la région de la baie Déception ainsi que de dykes granitiques tardifs
Lucas et St-Onge, 1989 Lucas, 1989	Étude structurale	Analyse structurale, détermination des phases de déformation, proposition d’un modèle tectonique et construction de coupes structurales de l’est de la ceinture de Cape Smith
St-Onge et Lucas, 1991 Bégin, 1992	Études structurales et métamorphiques	Identification des isogrades métamorphiques et de leurs relations avec la géologie structurale
St-Onge et al., 1992 St-Onge et al., 2001	Synthèse et interprétations régionales	Modèle d’évolution tectonique
St-Onge et Lucas, 1995 St-Onge et Ijewliw, 1996	Étude métamorphique	Relation entre le métamorphisme archéen et paléoprotérozoïque dans l’Orogène de l’Ungava
Lamothe, 2007	Stratigraphie et carte de compilation	Définition de la stratigraphie pour l’ensemble de l’Orogène de l’Ungava et production d’une carte de compilation

Stratigraphie

Cette section présente une description sommaire des unités lithodémiques cartographiées dans la région de Nuvujjuaq (cap de Nouvelle-France) et des relations mutuelles. Ces unités ont été définies à partir des observations de terrain, des analyses géochimiques et des données géochronologiques. Plusieurs unités mentionnées dans ce rapport ont d’abord été reconnues lors de levés géologiques antérieurs (Lafrance et al., 2023 ; Vanier et Bilodeau, 2023). Les étiquettes stratigraphiques indiquées entre parenthèses dans les descriptions ci-dessous correspondent à celles figurant dans la légende de la carte géologique jointe à ce Bulletin.

La région de Nuvujjuaq comprend deux domaines lithotectoniques : 1) le Domaine de Kovik, composé d’un socle gneissique archéen, de différentes unités plutoniques et supracrustales; et 2) le Domaine Nord, d’âge paléoprotérozoïque, formé de roches volcano-sédimentaires métamorphisées coupées par des unités intrusives majoritairement mafiques.

Domaine de Kovik

Unités gneissiques

Le Domaine de Kovik, dans la région de Nuvujjuaq, comprend majoritairement les roches plutoniques gneissiques du Complexe de Déception (Adec). L’analyse de deux échantillons de tonalite a révélé des âges de cristallisation de 2753,5 ±2,3 Ma et de 2760 ±3 Ma (Rochin-Banaga et Davis, 2025). Le Complexe de Déception est subdivisé en cinq sous-unités lithodémiques, dominées par des granitoïdes de type TTG, essentiellement de la tonalite à biotite ± hornblende (Adec1). Ces roches renferment une faible proportion de rubans intermédiaires à mafiques, d’injections ou de rubans granitiques, ainsi que des boudins décamétriques de métagabbro. L’unité Adec1a regroupe les roches renfermant >20 % de rubans de composition granitique, qui correspondent à des injections subparallèles à la foliation.

L’unité Adec1b affleure en bordure du contact avec la Suite métamorphique de Crony (pPcry). Il s'agit d'une tonalite à patine d’altération beige blanchâtre caractérisée par la présence de muscovite (≥1 %) et par des niveaux centimétriques riches en biotite et en carbonate. La signature géochimique de cette unité est similaire à celle de l’unité Adec1. La tonalite Adec1b est interprétée comme une roche partiellement altérée par métasomatisme ou par météorisation. En raison de leur position structurale sous-jacente aux roches supracrustales du Domaine Nord, ces tonalites pourraient représenter un régolite associé à une discordance entre le Domaine de Kovik et le Domaine Nord, représenté ici par la Suite métamorphique de Crony.

Une nouvelle unité, Adec1c, regroupe de la diorite quartzifère et de la tonalite rubanée à biotite et hornblende. La tonalite est plus abondante dans le secteur nord de la région cartographiée.

L’unité Adec2 est une granodiorite contenant des amas diffus et allongés de feldspath potassique. Ces amas résultent de l’étirement et de la recristallisation de gros cristaux de feldspath potassique, représentant jusqu’à 20 % de la roche. Les granites à biotite ± hornblende du Complexe de Déception sont rassemblés dans l’unité Adec3, dont certains sont porphyroïdes ou présentent des schlierens de biotite. Le granite est aussi généralement hétérogène. Le Complexe de Déception comprend une faible proportion de boudins métriques à hectométriques de roches plutoniques mafiques à ultramafiques (Adec4), ainsi que des lambeaux de roches métavolcaniques (Adec5a) et métasédimentaires (Adec5b).

Unités intrusives

Deux nouvelles suites intrusives sont définies dans le cadre de ce Bulletin géologique; il s'agit des suites de Poly (nAply) et de Niaqurnaq (apPnia).

La Suite de Poly (nAply) est composée de granite rose à biotite et magnétite (≤1 %). Cette unité est typiquement foliée et se caractérise par la présence de rubans centimétriques de syénogranite faisant partie intégrante de la roche. Par ailleurs, sa forte susceptibilité magnétique permet de l’identifier facilement sur les cartes aéromagnétiques. Les rubans et la magnétite sont des caractéristiques permettant de distinguer la Suite de Poly des autres unités intrusives felsiques du secteur. Ce corps intrusif coupe les roches gneissiques archéennes du Complexe de Déception (Adec) ainsi que les roches supracrustales de la Suite métamorphique d’Arqutialuk (ApParq).

La Suite de Niaqurnaq (ApPnia) comprend de la gabbronorite et du gabbro folié, localement moucheté et coronitique, avec présence commune de grenat (ApPnia1). Cette unité est spatialement associée à une sous-unité de diorite à orthopyroxène, d’enderbite, ainsi qu'à une faible proportion de monzonite et de monzogabbro hétérogènes et rubanés à grenat (ApPnia2). Toutes ces roches sont magnétiques. L’unité comprend jusqu’à 15 % d’injections granitiques en recoupement. La chronologie relative entre les intrusions du Niaqurnaq et les gneiss du Complexe de Déception (Adec), dont les âges de cristallisation sont de 2753,5 ±2,3 Ma et de 2760 ±3 Ma (Rochin-Banaga et Davis, 2025), reste inconnue, aucune datation n’étant actuellement disponible pour cette unité.

Le granite de la Suite de Nunatak (pPnat) est cartographié dans le SW de la région, et celui-ci coupe le Complexe de Déception. Il s’agit d’un granite homogène et massif à biotite et muscovite. Le Nunatak constitue l’unité la plus jeune de la région, avec un âge de mise en place à 1758 ±3 Ma (Rochin-Banaga et Davis, 2025), déterminé sur un filon-couche prélevé dans la région de la baie Déception (Vanier et Bilodeau, 2023).

Roches supracrustales

La Suite métamorphique d’Arqutialuk (ApParq) est introduite afin de regrouper l'ensemble des roches supracrustales affleurant dans le secteur de la péninsule du cap de Nouvelle-France. Cette unité forme des niveaux d’épaisseur kilométrique et d'extension latérale importante, qui sont disposés parallèlement à la foliation régionale. L’unité comprend de l'amphibolite rubanée et variablement migmatitisée (ApParq1) contenant des niveaux dérivés de roches métasédimentaires (ApParq2), localement de la grenatite et des rubans riches en hornblende (Aarq1a). L’unité inclut également de la diatexite à biotite, grenat ± kyanite (Aarq2), ainsi qu'en proportions moindres un faciès de diatexite porphyroïde (Aarq2a), de paragneiss variablement migmatitisé (Aarq2b) et un assemblage de roches calcosilicatées, de paragneiss graphiteux et localement de marbre (Aarq 2c). L’âge de la Suite d’Arqutialuk est inconnu. Cette unité est spatialement associée au Complexe de Déception (Adec) et à la Suite de Poly (nAply) dans un secteur où les contacts sont fortement transposés, oblitérant les relations originales entre ces unités et empêchant toute détermination des âges relatifs.

Autre complexe gneissique

Le Complexe d’Akimmiup (ApPakm) est une nouvelle unité constituée de migmatite et de gneiss granulitique d’origine indéterminée. Il est composé de gneiss rubanés de composition très variée, comprenant des sous-unités intermédiaires à felsiques (ApPakm1), de la diatexite et du paragneiss variablement migmatitisé (ApPakm2), de la migmatite de composition intermédiaire à mafique (ApPakm2a), ainsi que d'une sous-unité locale de métagabbro à rubans blancs de composition intermédiaire à felsique (ApPakm3). La présence d’orthopyroxène est commune dans la plupart des sous-unités. L’âge du complexe reste inconnu, mais il est interprété comme étant archéen, au même titre que les autres unités du secteur du Complexe d’Akimmiup.

Domaine Nord

Unités supracrustales

Dans la région de la baie Déception, la Suite métamorphique de Crony est principalement composée d’amphibolite dérivée de basalte (pPcry6 et pPcry6a) et de niveaux de paragneiss à biotite et aluminosilicates variés (pPcry3), incluant des parties migmatitisées (pPcry1) et de la diatexite à schlierens (pPcry2; Vanier et Bilodeau, 2023). Dans la région de Nuvujjuaq, les roches métasédimentaires affleurent généralement au-dessus de l'amphibolites ou sont interstratifiées avec celle-ci. L'amphibolite est en contact normal, quoique métasomatisé, avec la tonalite à muscovite du Complexe de Déception (Adec1b). Une relation similaire est observée dans la région de la baie Déception plus à l’ouest.

Unités intrusives

La Suite de Serpentine (pPsrt), datée à 1862 ±7 Ma (Davis et Rochìn-Banaga, 2023), est associé au Domaine Nord, bien qu’elle coupe également le Complexe de Déception dans le Domaine de Kovik. Cette suite intrusive forme deux corps distincts de gabbro moucheté et folié (pPsrt1) en contact altéré avec le Complexe de Déception (Adec). Un gabbro de la Suite de Serpentine, fortement injecté de dykes de granite du Nunatak (pPsrt3), occupe également le cœur d’une synforme située à l’ouest du lac Françoys-Malherbe. Cette structure est aussi constituée essentiellement d’amphibolite de la Suite métamorphique de Crony (pPcry), et ces lithologies sont également observées dans la région de la baie Déception (Vanier et Bilodeau, 2023).

Lithogéochimie

La lithogéochimie des unités de la région de Nuvujjuaq est présentée séparément sous forme de tableaux.

 

Géologie structurale

L’analyse des données structurales permet de subdiviser le territoire cartographié de la région de Nuvujjuaq en quatre domaines structuraux et deux zones de cisaillement. Ces domaines sont caractérisés par une déformation et une architecture interne cohérentes et distinctes des domaines voisins. L’analyse structurale permet également d’identifier différentes familles de fabriques attribuées à quatre phases de déformation distinctes.

Domaines structuraux

Les trajectoires des foliations sont des linéaments interprétés à partir des mesures structurales recueillies sur le terrain ainsi que de la carte aéromagnétique (Intissar et al., 2014). La compilation de ces traces sur carte permet de définir des patrons distincts au sein de chacun des domaines structuraux. Un contraste marqué dans l'orientation de ces linéaments est observable entre les moitiés sud et nord du territoire cartographié. La partie SW de la région comprend les domaines de Paumart (DSpau), de Pontchartrain (DSpon) et d’Avvajalik (DSavv). La moitié NE de la région est composée du Domaine de Nuvujjuaq (DSnuv). Ces deux ensembles sont en partie séparés par la Zone de cisaillement discontinue de Qutialuk (ZCqut), notamment dans la portion ouest de la limite entre les domaines d’Avvajalik (DSavv) et de Nuvujjuaq (DSnuv). Un second segment de cette zone de cisaillement traverse le Domaine d’Avvajalik jusqu’au détroit d’Hudson. Finalement, la Zone de cisaillement de Tinujjaumavik (ZCtin) coupe le Domaine de Nuvujjuaq (DSnuv) et en isole la partie NW, constituant un bloc distinct sur le plan lithologique.

Chronologie des phases de déformation

Les âges absolus des fabriques n'étant pas connus, une chronologie relative comprenant trois phases de déformation a été établie. Le Domaine lithotectonique de Kovik, qui couvre la majeure partie du secteur, présente une déformation polyphasée amorcée à l’Archéen. On dénombre au moins une phase de déformation survenue durant cette période, ainsi que deux phases paléoprotérozoïques associées à l’orogénie transhudsonienne, indépendamment de l'âge des roches en question. Les phases de déformation se manifestent de manière hétérogène sur le territoire, tant en ce qui concerne l’intensité que le style. Par exemple, les roches supracrustales de la Suite métamorphique de Crony (pPcry) n’ont pas enregistré la phase D₁ archéenne, mais sont marquées par des fabriques associées à la phase D₂ et partiellement à la D₃, deux phases de déformation paléoprotérozoïques (Vanier et Bilodeau, 2023). Il est important de mentionner que la phase dominante et les fabriques principales mesurées sur le terrain d’un domaine ne correspondent pas nécessairement à celles des domaines adjacents. Dans la région cartographiée, les éléments structuraux mesurés dans le secteur de Nuvujjuaq sont rattachés à quatre phases de déformation distinctes qui sont détaillées ci-bas.

Phase de déformation D₁

La phase de déformation D₁ s’exprime principalement dans le Domaine structural de Paumart (DSpau). Elle y est associée à la fabrique planaire principale (S₁), dont l’orientation est variable mais caractérisée par un pendage subhorizontal (plan moyen à 238°/13°). Cette fabrique porte une linéation subhorizontale orientée N-S, interprétée comme la plus ancienne. Dans le Domaine de Paumart, la fabrique S₁ n’est pas réorientée par les phases de déformation subséquentes associées à l’orogénie transhudsonienne. Cette phase a également engendré une génération de plis P₁, reprise par des épisodes de déformation subséquents. La déformation D₁ est aussi partiellement enregistrée, bien que plus faiblement, dans les roches du Domaine d’Avvajalik (DSavv). La présence de volumes importants de roches intrusives isotropes appartenant à la Suite de Niaqurnaq (ApPnia) pourrait avoir limité la propagation de la déformation et affecté la géométrie de la fabrique S₁ dans ce domaine.

Phase de déformation D₂

La phase D₂ marque l’amorce de l’activité tectonique au Paléoprotérozoïque selon un régime en extension. Elle est synchrone d'un épisode de magmatisme important correspondant à la mise en place de la ceinture circum-Supérieur vers 1880 Ma (Bleeker et Kamo, 2018). Cette phase a généré des plis P₂ probablement formés en régime en extension (Vanier et Bilodeau, 2023). Les plis P₂ d’orientation N-S sont préservés dans la partie sud de la région, dans les domaines des Paumart (DSpau) et de Pontchartrain (DSpon). Les plans axiaux des plis P₂ sont d’orientation NNW-SSE, perpendiculairement au grain aéromagnétique régional. Un pli aux caractéristiques similaires et un cortège lithologique équivalent sont présents dans la partie NE du Domaine structural de Pontchartrain, dans la région de la baie Déception (Vanier et Bilodeau, 2023).

La phase de déformation D₂ est inférée principalement à partir de la géométrie du patron d’interférence de plis qui distingue les parties sud et nord de la région (DSpau). Les patrons d’interférence s’apparentent à des dômes et bassins (type 1; Ramsay et Huber, 1987) dans la partie sud. Cette géométrie est représentée notamment par la synforme du Domaine de Pontchartrain (DSpon). Cette phase de déformation a généré une fabrique S₂, d’attitude moyenne à 283°/33° présente surtout dans la partie sud du domaine. De plus, une série de plis P₁ du Domaine structural de Paumart (DSpau) présente une double plongée, traduisant également un patron d’interférence en dômes et bassins. Dans les domaines septentrionaux d’Avvajalik (DSavv), mais surtout de Nuvujjuaq (DSnuv), la foliation S₂ est complètement transposée par les fabriques associées aux phases de déformation subséquentes.

Phase de déformation D₃ précoce

La phase D₃ correspond à un changement de régime tectonique vers la compression au Paléoprotérozoïque, se traduisant par un raccourcissement régional d’orientation NNW-SSE. L’intensité de la déformation varie à l’échelle de la région et atteint un maximum dans la moitié nord, notamment dans le Domaine de Nuvujjuaq (DSnuv), où les fabriques pré-D₃ sont fortement transposées. Cette déformation accrue est illustrée par les trajectoires de foliation régulières à travers toute la zone.

La phase de déformation D₃ est à l’origine d’une foliation S₃ pénétrative d’attitude moyenne de 261°/39°, particulièrement marquée dans le Domaine de Nuvujjuaq. Cette fabrique est parallèle aux axes de plis P₃ plongeant faiblement vers l’ENE. Dans ce domaine, les plis P₃ sont serrés à isoclinaux et déversés vers le SE. La transposition des plis P₃ avec les plis P₂ génère une géométrie complexe suivant un patron d’interférence de type 3 (Ramsay et Huber, 1987).

Une linéation d’intersection résultant de la superposition des fabriques planaires S₂ et S₃ est observée. Cette fabrique linéaire d’attitude moyenne de 72°/13° est globalement parallèle au grain magnétique et correspond principalement à l’axe des plis P₃, confirmant le lien entre la fabrique S₃ du Domaine de Nuvujjuaq (DSnuv) et les plis régionaux P₃.

Dans les domaines de Paumart (DSpau) et de Pontchartrain (DSpon), les plis droits P₂ ne semblent pas avoir été réorientés de façon significative par une phase de déformation subséquente. Dans ce secteur, la D₃ est faiblement pénétrative. Toutefois, un exemple notable de son influence dans ce secteur est observé dans le pli P₂ du Domaine de Pontchartrain (DSpon), de forme elliptique à double plongée et légèrement incurvée vers l’ouest, interprété comme partiellement réorienté par la contrainte D₃.

Phase de déformation D₃ tardive

Cette phase a entraîné le développement des zones de cisaillement de Qutialuk (ZCqut), qui délimitent les Domaines d’Avvajalik (DSavv) et de Nuvujjuaq (DSnuv), ainsi que de la Zone de cisaillement de Tinujjaumavik (ZCtin), qui tronque la partie NW du Domaine de Nuvujjuaq (DSnuv). Ces zones de cisaillement à fort pendage sont caractérisées par des linéations minérales d’étirement subhorizontales.

La formation de la Zone de cisaillement de Tinujjaumavik (ZCtin) est attribuée à une réorientation de la contrainte principale D₃, ce qui a engendré la rotation d'un bloc au NW du Domaine du Nuvujjuaq (DSnuv) selon une cinématique en décrochement senestre. L'ensemble des caractéristiques géométriques et des assemblages lithologiques de part et d’autre de la zone confirment sa localisation présumée. En effet, la partie tronquée du NW est dominée par des gneiss granulitiques du Complexe d’Akimmiup (ApPakm), contrastant avec les unités tonalitiques, granitiques et supracrustales composant le reste du domaine. La moitié nord de la ZCtin comprend une zone de ∼8 sur 2,5 km caractérisée par un indice de déformation légèrement plus élevé que celui du Domaine de Nuvujjuaq (DSnuv) adjacent. La direction moyenne de la foliation S₃ (198°/59°) de cette zone est également différente de la direction moyenne (261°/39°) de cette fabrique dans le Domaine de Nuvujjuaq.

La Zone de cisaillement de Qutialuk (ZCqut) se subdivise en deux branches à pendage vers le nord et est marquée par des linéations minérale et d’étirement subhorizontales orientées vers l’est. La branche principale, observée à l’affleurement 2024-GC-3055, met en contact des domaines de signatures aéromagnétiques très contrastées, soit le Domaine de Nuvujjuaq (DSnuv), au nord et au toit, et le Domaine d’Avvajalik (DSavv), au sud et au mur. La branche secondaire sud est une ramification séparant des terrains du DSavv sans contraste lithologique ou métamorphique apparent. La ZCqut est interprétée comme un décrochement dextre d’après les indicateurs cinématiques. La position du segment nord de la zone délimite de façon nette la présence d’un vaste volume de roches intrusives de la Suite de Niaqurnaq (ApPnia) dans le mur. Cette limite majeure marque une atténuation progressive de l'influence de la contrainte associée à la déformation D₃ vers le sud, suggérant que le contraste rhéologique entre les intrusions du Niaqurnaq et les unités adjacentes a favorisé l’accommodation différentielle de la déformation à l’échelle régionale. L’extension orientale de cette zone de cisaillement n’est pas reconnue sur le terrain.

Métamorphisme

Les observations microscopiques des assemblages métamorphiques dans la région de Nuvujjuaq ont permis de délimiter quatre zones de faciès métamorphique : schistes verts, amphibolites, amphibolites indéterminé et granulites.

Les zones au faciès des schistes verts et des amphibolites sont circonscrites à une petite portion méridionale, où peu d’observations ont été réalisées lors du présent levé. La présence de ces faciès est interprétée à partir de travaux contigus dans la région de la baie Deception (Vanier et Bilodeau, 2023). La transition vers le secteur métamorphisé au faciès des amphibolites indéterminé correspond à la discordance entre les roches plutoniques du Complexe de Déception et la Suite métamorphique de Crony. Le Complexe de Déception étant principalement composé de granitoïdes, il présente peu d’assemblages métamorphiques permettant de définir les conditions métamorphiques, d’où l’appellation « indéterminé ». Les roches plutoniques de la zone du faciès des amphibolites indéterminé présentent une foliation tectonométamorphique pénétrative, soulignée en microscopie optique par des rubans de quartz grossier montrant des structures de pincement. Ces observations indiquent une recristallisation dynamique du quartz par migration des bordures de grains, mécanisme normalement actif à des températures supérieures à 500 °C (Passchier et Trouw, 2005). Les rares roches mafiques contiennent des assemblages à grenat et à hornblende compatibles avec un métamorphisme au faciès des amphibolites. Aucune évidence de fusion partielle n'a été identifiée, ce qui ne permet pas de confirmer l’atteinte du faciès supérieur des amphibolites dans ce secteur. Il est possible que le métamorphisme régional au sein des unités archéennes soit contemporain à la phase de déformation D₁ et que les assemblages métamorphiques n’aient pas été subséquemment modifiés.

La présence d’orthopyroxène au sein de roches plutoniques de la Suite de Niaqurnaq marque le passage au faciès des granulites. Bien qu’une part de l’orthopyroxène puisse être d’origine ignée, la présence d’assemblages à KN + GR + BO ± OX dans les roches métasédimentaires du Complexe de Déception (Adec5b) et de la Suite métamorphique d’Arqutialuk (Aarq1) confirme l’atteinte de conditions du faciès des granulites. Cette zone est également caractérisée par de la fusion partielle ayant généré de la diatexite dans les roches métasédimentaires (Aarq2c) et de la métatexite dans les roches mafiques (ApPakm2a). Les structures migmatitiques fournissent des indications sur la chronologie de la fusion partielle par rapport à la déformation. La présence de métatexite stromatique indique que la fusion partielle est synchrone d'une phase de déformation (Sawyer, 2008), laquelle est interprétée comme correspondant à la D₃ précoce. De plus, le leucosome de ces métatexites est affecté par une foliation sécante au rubanement stromatique, indiquant une déformation D₃ tardive.

Géologie économique

Aucune zone minéralisée n'a été répertoriée à ce jour dans la région de Nuvujjuaq. Toutefois, la présente campagne de terrain a permis d’identifier deux contextes géologiques présentant un potentiel de minéralisation : 1) une ceinture de roches vertes contenant des niveaux exhalatifs et de l'amphibolite montrant des évidences d'altérations; et 2) un secteur du Complexe de Déception présentant des altérations de types sodique et calcique-potassique-ferrifère.

Découverte d’une ceinture de roches vertes contenant des lits de méta-exhalite

La ceinture de roches vertes est principalement composée de la Suite métamorphique d’Arqutialuk (Aarq), à laquelle s’ajoutent les sous-unités Adec5 du Complexe de Déception et ApPakm2 du Complexe d’Akimmiup. Des niveaux de grenatite et de l'amphibolite présentant des indices d’altération sont présents à plusieurs endroits au sein de ces unités. Un total de dix échantillons de grenatite ont été soumis à des analyses géochimiques, dont six ont aussi fait l’objet d’une description pétrographique au microscope. De plus, sept échantillons d’amphibolite présentant des indices d’altération ont aussi été analysés en géochimie et décrits en microscopie optique. La liste des échantillons et leurs descriptions sont présentées dans le tableau 2 ci-dessus. Une attention particulière est portée aux grenatites, puisqu’elles constituent le faciès le plus abondant et représentent un type de roche potentiellement significatif en exploration minérale (Spry et al., 1998; Blein et Corriveau, 2025).

Tableau 1 — Description des échantillons de grenatite et d'amphibolite altérée

Numéro de terrain	Type de roche	Minéraux (proportion en %)	Cu (ppm)	Zn (ppm)	S (poids %)
24-MV-1088-C1	Amphibolite altérée	HB, AK *pas de lame mince	7,2	56	0,12
24-MV-1119-B1	Amphibolite altérée	HB (75), GR (15), PG (10) CP (tr.), PO (tr.), PY (tr.), BO (tr.), CL (tr.)	577 (valeur anomale)	129	0,67
24-MV-1124-B1	Amphibolite altérée	GR (25), OX (45), BO (15), QZ (5), PG (5), CX (5)	3,8	106	0,11
24-CB-2054-A1	Amphibolite altérée	HB, GR, SF *pas de lame mince	99,8	111	0,47
24-CB-2084-C1	Amphibolite altérée	HB, CX, GR, PO *pas de lame mince	273	107	0,95
24-GC-3084-A1	Amphibolite altérée	PG (44), HB (40), PI (05), ZS (05), SN (1)	12,2	33	0,08
24-AM-5027-A1	Amphibolite altérée	HB (68), GR (25), PG 3, minéraux opaques (2), EP (1), SR (1)	55,6	81	<0,04
24-CG-3040-E1	Grenatite-amphibole	GR (44), HB (25), PG (20), CX (3), OX (5), SN (3), AP (tr.), SR (tr.)	53,5	123	0,11
24-AM-5075-D1	Grenatite-amphibole	GR, CX, HB, BO, SF *pas de lame mince	32,9	118	0,08
24-MV-1029-D1	Grenatite-quartz	GR (45), QZ (45), MG (3), PG (2), SN (2), AP (2), CL (1)	12,7	63	<0,04
24-MV-1037-C1	Grenatite-quartz	GR, QZ, BO, PO * pas de lame mince	83,8	166	0,65
24-MV-1037-C2	Grenatite-quartz	GR (60), QZ (38), GN (2), ZS (1), CL tr.	140	35	0,24
24-MV-1088-D1	Grenatite-quartz	GR (50), QZ (28), HB (12), SN (4), EP (1), CX (1), AP (2), OX (1), CX (1), CL tr.	14,3	146	0,08
24-MV-1150-D1	Grenatite-quartz	QZ (50), GR (43), AP (2), MG (1), GN (3)	3	98	0,09
24-CB-2066-C1	Grenatite-quartz	GR (63), QZ (20), BO (12), MG (5)	262	539	2,12
24-MV-1048-J1	Grenatite-pyroxène	GR, AM, PY *pas de lame mince	56,9	213	1,56
24-MV-1124-B2	Grenatite-pyroxène	GR, AM, PX, SF *pas de lame mince	46,9	124	0,31

Abréviations des phases minérales : AK : ankérite, AM : amphibolite, AP : apatite, BO : biotite, CL : chlorite, CP : chalcopyrite, CX : clinopyroxène, EP : épidote, GN : grunérite, GR : grenat, HB : hornblende, MG : magnétite, QZ : quartz, SN : titanite, SR : séricite, OX : orthopyroxène, PI : pistachite, PO : pyrrhotite, PX : pyroxène, PY : pyrite, ZS : zoïsite.

Les niveaux de grenatite sont généralement contenus au sein d’amphibolite rubanée, à l’exception d’un cas associé à des roches métasédimentaires migmatitisées (24-CB-2066-C1). lls forment des corps allongés sur quelques mètres à quelques dizaines de mètres et ont une épaisseur de quelques centimètres à deux mètres. Les contacts avec la roche encaissante sont nets ou par endroits graduels. À l’échelle de l'affleurement, les grenatites sont regroupées, formant des secteurs où se trouvent de multiples bandes de grenatite. Les grenatites contiennent de 30 à 63 % de grenat et des proportions variées d'autres minéraux. Ces roches sont subdivisées en trois groupes selon le minéral principal qui accompagne le grenat : 1) grenatite à amphibole; 2) grenatite à quartz; et 3) grenatite à pyroxène. Les autres phases minérales qui accompagnent le grenat sont  : la hornblende, la grunérite, la biotite, le plagioclase et la magnétite. Les grenatites présentent généralement un rubanement compositionnel marqué par des rubans de quartz ainsi que des proportions de grenat similaires. Ces derniers sont communément sous forme idiomorphe et équigranulaire.

Géochimie des grenatites

Les diagrammes en boites montrent les distributions statistiques de la proportion de plusieurs éléments majeurs (Al₂O₃, SiO₂, Fe₂O₃[t], MgO, K₂O, Na₂O, P₂O₅ et MnO) contenus dans les grenatites ainsi que dans les amphibolites de la région de Nuvuujjuaq. On observe que les grenatites à quartz et celles à pyroxène présentent des teneurs plus faibles en Al₂O₃ et plus élevées en SiO₂. Tous les types de grenatite sont caractérisés par une médiane de Fe₂O₃(t) de ∼22 %, contre seulement 14 % pour les amphibolites. Les teneurs en MgO des grenatites sont légèrement inférieures à celles observées dans les amphibolites.

Les alcalis (Na₂O et K₂O) montrent des médianes inférieures à 1 % pour l’ensemble des types de grenatite, alors qu'elle atteint près de 3 % pour les amphibolites. Finalement, les grenatites contiennent davantage de P₂O₅ et de MnO comparativement aux amphibolites. Il convient toutefois de noter que les groupes de grenatite à amphibole et à pyroxène ne comptent que deux échantillons chacun, ce qui limite la robustesse statistique. Par exemple, pour le P₂O₅ dans les grenatites à amphibole, un échantillon est riche en P₂O₅ et l’autre en contient très peu. Malgré le faible nombre d’analyses à travers la région, il en ressort que les grenatites sont caractérisées par des teneurs élevées en Fe₂O₃, SiO₂, P₂O₅ et MnO. Contrairement à ce qu’on pourrait s’attendre des roches riches en grenat, elles ne montrent pas un enrichissement en Al₂O₃ par rapport aux amphibolites environnantes. Les grenatites ont aussi un contenu très faible en alcalis qui est inférieur à celui des amphibolites environnantes.

Origine des grenatites

L’hypothèse la plus probable pour la formation des grenatites est le métamorphisme au faciès des granulites affectant des niveaux exhalatifs au sein d’une séquence volcanique représentée par les amphibolites. Un processus d’altération associé à un système métasomatique à fer et alcalis-calcium (MFAC) peut être écarté, puisque dans ce type de système, les grenatites présentent habituellement un enrichissement en K et/ou en Ca (Blein et Coriveau, 2025), ce qui n’est pas observé ici. Il est aussi très peu probable qu’il s’agisse de coticules formées par des processus diagénétiques étant donné le contexte volcanique des roches encaissantes et le contenu en MnO inférieur à 1 %, alors que les coticules typiques contiennent généralement de 2 à 15 % MnO (Herbosch et al., 2016 et Thompson, 2001).

Les grenatites peuvent représenter des lits d’exhalite métamorphisée indiquant une paléoactivité hydrothermale sur le plancher océanique pouvant être associée à des minéralisations de Cu-Zn-Pb-Au-Ag (Spry et al., 1998). Dans le cas des grenatites à pyroxène, il pourrait s’agir d’un faciès exhalatif ayant une composante terrigène plus faible comparativement aux autres grenatites, étant donné le contenu inférieur en Al₂O₃ (Spry et al., 1998).

La présence d’amphibolite contenant des minéraux d'altération tels le grenat, l’épidote, la séricite, les sulfures ou les carbonates, ainsi que la présence de veines de quartz, renforce l’intérêt de cet environnement volcanique. Par exemple, l’analyse d’un de ces échantillons démontre une valeur anomale en cuivre de 577 ppm Cu. Cet échantillon contient de la chalcopyrite, de la pyrite et de la pyrrhotite en grains disséminées ou en amas xénomorphes de 1 à 2 mm de diamètre.

L’identification d’une ceinture de roches vertes ayant été hôte d'une activité hydrothermale dans le secteur de Nuvujjuaq présente une opportunité pour l’exploration minérale. Dans ce contexte, les niveaux de méta-exhalite et les zones présentant des altérations à grenat, épidote, séricite ou carbonate représentent les cibles prioritaires. Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour caractériser les altérations des roches métavolcaniques et identifier les processus géologiques à l'origine de leur formation.

Découverte d’altérations sodiques et calciques-potassiques-ferrifères

Au cours de la présente campagne, des assemblages minéralogiques associés à des altérations ont été identifiés, notamment à albite-chlorite, grenat-biotite-hornblende-magnétite et biotite-épidote. Les zones d’altération sont concentrées autour de l’affleurement 24-GC-3008. Le cœur de la zone d’altération correspond à une bande d’albitite d’une épaisseur de ∼10 m, orienté de manière subverticale et allongée dans une direction de ∼30°. L’albitite de l’échantillon 24-GC-3008-A1 se compose d’albite de couleur beige et de feuillets centimétriques de chlorite verdâtre représentant de 3 à 8 % de la roche. L’albitite est coupée de manière orthogonale par des veines subverticales de quartz et tourmaline. La transition des albitites vers les roches encaissantes non altérées est graduelle. Ces dernières présentent une composition variée, allant de felsique à mafique, mais majoritairement intermédiaire. L’échantillon 24-GC-3008-B a été prélevé dans cette zone de transition et représente un faciès de bandes décimétriques légèrement rouillées à biotite, hornblende, grenat, magnétite et chalcopyrite. En microscopie, la magnétite se présente en grains subidiomorphes ou allongés, représentant possiblement des veinules de magnétite recristallisée. L’échantillon contient également de la chalcopyrite disséminée, partiellement altérée en chalcocite. Ces minéraux sont par endroits associés à la pyrite et à la magnétite.

Diagramme discriminant des altérations

Afin de mieux caractériser les types d’altérations, les analyses géochimiques de deux échantillons sont projetées sur le diagramme discriminant des types d’altérations associés aux minéralisations à oxydes de fer–cuivre–or (IOCG) de Montreuil et al. (2013). Les compositions moyennes des principales unités du Complexe de Déception qui forment les roches encaissantes de la zone d’altération sont également projetées à titre de référence. L’échantillon 23-GC-3008-A1 se positionne dans le champ de l'altération sodique, tandis que l'échantillon 23-GC-3007-A montre une altération faible de type sodium-calcium-fer. Aucune analyse géochimique n’est disponible pour l’échantillon 24-GC-3009-B1, mais selon sa minéralogie, il est possible d’estimer que cet échantillon se positionnerait dans le champ de l’altération calcique-potassique-ferrifère, en raison de la présence de hornblende (apport en Ca), de biotite (apport en K), et de grenat et de magnétite (apport en Fe).

Potentiel pour les gisements de type métasomatique à fer alcalis-calcium (MFAC)

La présence d’altérations sodiques et potassiques-ferrifères est caractéristique des systèmes métasomatiques à fer et alcalis-calcium (MFAC; Corriveau et Montreuil, 2025). Dans ces systèmes, l’altération sodique résulte de l'action des fluides précoces de haute température et hypersalins, responsables de la mobilisation des métaux. Ces fluides génèrent des zones de faiblesses poreuses qu'empruntent ultérieurement des fluides de plus basse température susceptibles de précipiter divers métaux, tels que : Cu, W, U, Co, ETR, Au et Ag (Skirrow, 2022; Corriveau et Montreuil, 2025). L’altération potassique-ferrifère observée dans l’échantillon 24-GC-3008-B témoignerait du passage de ces fluides précoces.

Les travaux de reconnaissances effectués jusqu’à présent dans la zone ne permettent toutefois pas de confirmer la présence d’un système MFAC. Les éléments manquants incluent des zones de brèches ainsi que des faciès d’altération de plus basse température à potassium ± fer susceptibles d'être porteurs de minéralisations. Enfin, le métamorphisme régional et la déformation ont affecté les assemblages d'altération, compliquant l’identification des zones d'altération et de bréchification.

 

 

Collaborateurs

Auteurs	Marc-Antoine Vanier, ing., M. Sc. marc-antoine.vanier@mrnf.gouv.qc.ca Carl Bilodeau, géo., M. Sc. carl.bilodeau@mrnf.gouv.qc.ca
Géochimie	Olivier Lamarche, géo., M. Sc.
Géophysique	Rachid Intissar, géo., M. Sc.
Logistique	Marie Dussault, coordonnatrice
Géomatique	Julie Sauvageau
Conformité du gabarit et du contenu	François Leclerc, géo, Ph. D.
Lecture critique	Adina Bogatu, géo., Ph. D.
Organisme	Direction générale de Géologie Québec, Ministère des Ressources naturelles et des Forêts, Gouvernement du Québec

Remerciements :

Les auteurs tiennent à remercier les géologues Arnaud Morissette, Gabrielle Chaput et Julie Vallières, ainsi que les étudiants Justine Benoit-Cossette, Mélina Boucher, Jacob Gauvin et Marin Papageorgiou pour leur excellent travail sur le terrain et leur implication dans la vie de camp. Nous souhaitons également souligner la qualité du travail du cuisinier Robin Desbiens, des infirmières Lysanne Bélisle et Monica Gosselin, ainsi que des hommes de camp Marc Thivierge et Claude Thivierge. Merci à l’équipe d’Innukoptères Inc. et d’Air Inuit pour le transport, ainsi qu’à Sébastien Marguerite et Joanne Mailloux pour leur implication logistique et, encore une fois, à Julie Vallières pour la réalisation des multiples tâches administratives et la gestion des échantillons.

Références

 

Publications du gouvernement du Québec

Autres publications