Géologie de la région du lac Poulin-de-Courval, Province de Grenville, région du Saguenay–Lac-Saint-Jean, Québec, Canada

La région du lac Poulin-De Courval (feuillets SNRC 22D16 et 22D09) a fait l’objet d’un levé géologique à l’échelle 1/50 000 au cours de l’été 2024. Le socle cristallin du secteur cartographié, qui fait partie de l’Allochtone de la Province de Grenville, est constitué par le Complexe gneissique du Saguenay (1506 ±13 Ma) et la Suite intrusive de Tadoussac (1502 ±6 Ma). Les roches de cette dernière unité affleurent dans la partie est du feuillet 22D09 et dans le coin SW du feuillet 22D16, alors que celles du Complexe gneissique du Saguenay forment des lambeaux dans le Complexe gneissique du Cap à l’Est (1391 +8/-7 Ma) qui occupe l’ouest du feuillet 22D09 ainsi que le SW, le nord et le NW du feuillet 22D16. Quelques affleurements de roches de la Suite anorthositique de Lac-Saint-Jean (1169 à 1135 Ma) sont observés dans le Complexe gneissique du Cap à l’Est dans le feuillet 22D16. De nombreuses intrusions grenvilliennes injectent dans ces unités lithodémiques : l’Anorthosite de Vanel (1080 ±2 Ma), dans le coin NW du feuillet 22D16; la Mangérite de Cap Trinité, au centre du feuillet 22D09 et au SW du feuillet 22D16; la Mangérite de Poulin-de-Courval (1068 ±3 Ma), dans la partie ouest du feuillet 22D16; l’Anorthosite de Mattawa (1016 ±2 Ma), dans le coin NW du feuillet 22D16; et le Pluton de Jocko, dans le coin NW du feuillet 22D16. Toutes ces roches sont d’âge mésoprotérozoïque et sont coupées par des dykes de pegmatite granitique à syénitique. Elles ont connu plusieurs phases de déformation et sont coupées par des failles et des zones de cisaillement dont la plus importante est la Zone de cisaillement de Saint-Fulgence d’orientation NE-SW. Le métamorphisme régional est au faciès des granulites. La région du lac Poulin-de Courval présente un potentiel minéral avéré en éléments de terres rares et en minéralisations de fer, titane, phosphore et vanadium. La zone de bordure de la Mangérite de Cap Trinité, au contact avec le Complexe gneissique du Cap à l’Est, est très favorable à cet égard et regroupe la quasi-totalité des zones minéralisées découvertes au cours de nos travaux. Un échantillon de syénite quartzifère à feldspath alcalin a fourni des valeurs indicielles en terres rares légères avec des teneurs atteignant jusqu’à 8431 ppm ETR totales, 1730 ppm Th et 4193 ppm Zr. Trois valeurs indicielles en Th et une en Nb ont été obtenues à partir d’échantillons de syénogranite et de granite à feldspath alcalin. Un échantillon de nelsonite a donné jusqu’à 37,92 % Fe.

 

 

Méthode de travail

Travaux antérieurs

 

Le tableau ci-dessous présente une liste des travaux réalisés dans le secteur à l’étude depuis 1965. Il inclut aussi les références citées dans le rapport. Une liste plus exhaustive peut être trouvée dans la base de données documentaire EXAMINE.

 

Travaux antérieurs dans la région d’étude

Auteur(s)	Type de travaux	Contribution
Laurin et Sharma, 1975	Cartographie et reconnaissance géologique à l’échelle 1/250 000	Premiers travaux d’inventaire géologique couvrant la région à l’étude; projet de cartographie échelonné sur plusieurs années (1965 à 1967)
Benahmed et Intissar, 2015  Benahmed et al., 2021	Levé magnétique et spectrométrique aéroporté dans les secteurs de la rivière Saguenay et du lac Saint-Jean, Province de Grenville	Levés géophysiques à haute résolution
Hébert et Lacoste, 1998a Hébert et Lacoste, 1998b Talla Takam et Moukhsil, 2023	Cartographie géologique à l’échelle 1/50 000	Géologie des feuillets 22D09, 22D10, 22D15 et 22D16
Hébert et al., 2009	Géologie de la région du réservoir Pipmuacan	Synthèse géologique du feuillet 22E

Stratigraphie

 

Cette partie présente succinctement les différentes unités cartographiées de la région du lac Poulin-De Courval dans leur cadre stratigraphique et temporel. La frise chronologique ci-contre accompagne cette discussion. Ces unités font partie de l’Allochtone de la Province de Grenville et sont d’âge mésoprotérozoïque (1506 à 1016 Ma).

Des descriptions plus détaillées des lithologies sont données dans les fiches stratigraphiques de chacune des unités, lesquelles sont accessibles en cliquant les hyperliens associés.

Socle mésoprotérozoïque

Les plus anciennes unités stratigraphiques de la région sont constituées des roches gneissiques du Complexe gneissique de Saguenay, de la Suite intrusive de Tadoussac et du Complexe gneissique du Cap à l’Est. Trois unités informelles ont été reconnues dans le Complexe gneissique de Saguenay (mPsag;1506 ±13 Ma; Hébert et van Breemen, 2004), comme redéfini par Talla Takam et Moukhsil (2023). La plus importante est l’unité mPsag1 formée d’un ensemble de paragneiss à biotite-grenat-sillimanite-cordiérite, de quartzite à grenat-cordiérite, de roches calcosilicatées, de marbre et d’amphibolite. L’unité mPsag2 est composée de tonalite, de diorite et de gabbro gneissiques, alors que l’unité mPsag3 regroupe du gabbro et de l’amphibolite. Un ensemble de roches felsiques migmatitiques qui affleure au SE de la région a été rattaché à l’unité mPcta3 de la Suite intrusive de Tadoussac (1502 ±6, Groulier et al., 2016). Les roches du Complexe gneissique de Saguenay affleurent sous la forme de lambeaux dans les roches du Complexe gneissique du Cap à l’Est (mPcpe, 1391 +8/-7 Ma; Hébert et van Breemen, 2004). Cette unité forme une large bande orientée NE-SW qui s’étend du coin NW du feuillet 22D09 au coin NE du 22D16. Elle se compose de gneiss granulitique, monzonitique, granitique, granodioritique, mangéritique et syénitique (mPcpe1) et d’un ensemble de gneiss droit (mPcpe1a) représentant l’équivalent très déformé de l’unité mPcpe1. Cette dernière unité forme des bandes délimitées par des zones de déformation reliées à la Zone de cisaillement de Saint-Fulgence.

Intrusions mésoprotérozoïques

Les roches sédimentaires et intrusives énumérées ci-dessus (mPsag, mPcta et mPcpe) constituent les unités encaissantes de nombreuses intrusions. Les affleurements de la Suite anorthositique de Lac-Saint-Jean (mPlsj;1169 à 1135 Ma; Higgins et van Breemen, 1996; Papapavlou, 2020) n’ont été reconnus que dans la partie ouest du feuillet 22D16. Dans cette suite, seules les unités mPlsj1 (gabbronorite localement à oxydes de Fe-Ti-P et leuconorite coronitique) et mPlsj2 (ensemble d’anorthosite localement enrichie en Fe-Ti, de leuconorite porphyroclastique à plagioclase mauve, bleuté ou gris clair à blanc, de gabbro, de norite, de niveaux de roches ultramafiques et de gabbronorite à oxydes de fer et de titane) ont été reconnues dans le secteur cartographié. Une bande kilométrique d’anorthosite et de leuconorite à plagioclase rose affleure au coin NW du feuillet 22D16 et a été attribuée à l’unité mPnel1 de l’Anorthosite de Vanel (1080 ±2 Ma; van Breemen, 2009). La Mangérite de Poulin-de-Courval (mPpdc; 1068 ±3 Ma; Hébert et Lacoste, 1998b), cartographiée dans la portion ouest du feuillet 22D16, est composée de mangérite, de charnockite et de syénite (mPpdc1). Elle inclut localement des roches de l’unité mPpdc1 mylonitisées (mPpdc4) à proximité de la Zone de cisaillement de Saint-Fulgence. L’Anorthosite de Mattawa (mPmtw; 1016 ±2 Ma; Hébert et al., 2005), présente dans le coin NW du feuillet 22D16, comprend les unités mPmtw1 et mPmtw2 qui regroupent respectivement une anorthosite mégaporphyroïde et porphyroclastique et une gabbronorite à oxydes de fer et de titane et apatite.

Deux nouvelles intrusions moins déformées ont aussi été mises en évidence. Il s’agit de la Mangérite de Cap Trinité et du Pluton de Jocko. Les roches de la Mangérite de Cap Trinité (mPtri) sont porphyroïdes, massives à foliées. Nos travaux ont permis de la subdiviser en trois unités. La première (mPtri1), la plus importante, est constituée de mangérite et d’une faible proportion de syénite à hypersthène et de granite à feldspath alcalin. La deuxième (mPtri2), moins étendue, rassemble un ensemble de syénite à hypersthène, de mangérite et d’un peu de granite à feldspath alcalin. La troisième unité (mPtri3) englobe des granites à feldspath alcalin, des mangérites et des quantités mineures de syénite à hypersthène, de leuconorite et de gabbronorite. Le Pluton de Jocko (mPjoc) se compose de mangérite, de syénite à hypersthène et de charnockite. Ces intrusions se distinguent par leur forte signature sur la carte aéromagnétique à haute résolution du Ministère (Benahmed et Intissar, 2015 et 2021).

Toutes ces roches sont coupées par des dykes de pegmatite granitique à syénitique.

Lithogéochimie

À venir.

 

Géologie structurale

 

L’étude des caractéristiques structurales devrait permettre de définir les domaines structuraux de la région à l’étude. Quelques éléments sont présentés ci-dessous.

Phase de déformation D₂

La phase de déformation D_n, la plus ancienne dans chaque domaine structural, sera qualifiée de D₂. Cette phase de déformation s’exprime par une foliation tectonique S₂. Celle-ci se manifeste par une gneissosité dans les roches du socle et par un rubanement migmatitique dans les roches métasédimentaires du Complexe gneissique de Saguenay. Elle représente une foliation minérale secondaire tectonométamorphique soulignée par l’orientation préférentielle des minéraux ferromagnésiens comme les pyroxènes, la biotite et la hornblende dans les intrusions mafiques, intermédiaires et felsiques. Elle est moins marquée dans les intrusions porphyroïdes (mangérites de Poulin-de-Courval et de Cap Trinité).

Dans les zones de cisaillement, les roches présentent généralement un rubanement mylonitique caractérisé par des cristaux de quartz en grains de riz ou en rubans. Les roches initialement porphyroïdes montrent alors une structure œillée avec des porphyroclastes de feldspath. 

L’attitude de cette phase de déformation est généralement NE-SW et localement N-S avec pendage vers l’est. Elle est fortement associée à la Zone de cisaillement de Saint-Fulgence, une importante zone de déformation à mouvement inverse dextre (Hébert et Lacoste, 1998b). Nos observations corroborent celles de ces auteurs selon lesquelles la Zone de cisaillement de Saint-Fulgence se subdivise en deux segments au sud-est de la Mangérite de Poulin-de-Courval. L’un des segments est orienté N-S et longe la bordure orientale de la mangérite, alors que l’autre est orienté NE.

La fabrique S₂ porte régulièrement une linéation minérale ou d’étirement L₂ à plongement faible à modéré.

Phase de déformation D_n-1

La disposition des phénocristaux dans les unités mangéritiques porphyroïdes est aléatoire et ne permet pas de définir une foliation magmatique primaire. Cette dernière n’a pas non plus été observée sur les affleurements de roche de la Suite anorthositique de Lac-Saint-Jean.

Phase de déformation D_n+…

Les phases de déformation subséquentes D_n+… ne sont pas encore bien définies. Il est tout de même évident que la dernière phase de déformation dans la région à l’étude est marquée par des failles normales d’orientation SE-NW associées au Graben du Saguenay (Hébert et Lacoste, 1998b), observées dans la Mangérite de Cap Trinité et la Suite intrusive de Tadoussac.

Métamorphisme 

La présence d’orthopyroxène dans des roches intrusives felsiques à intermédiaires atteste d’un métamorphisme au faciès des granulites. La présence de structures perthitiques et mésoperthitiques (inclusions d’albite) dans le feldspath potassique contenu dans ces roches témoigne également des conditions de haute température.

La Zone de cisaillement de Saint-Fulgence constitue un conduit favorable pour la circulation de fluides responsable d’une altération hydrothermale. Ceci pourrait expliquer l’enrichissement potassique des roches avoisinantes de cette structure.

Géologie économique

La région du lac Poulin-De Courval présente des zones favorables pour trois types de minéralisation :

• minéralisation magmatique de Fe-Ti (± P ± V) associée aux roches intrusives mafiques;
• minéralisation en éléments de terres rares (ETR) associée aux dykes de pegmatite granitique, de syénite et de granite à feldspath alcalin;
• minéralisation de métaux rares de type indéterminé.

Le tableau des zones minéralisées ci-dessous présente les résultats d’analyses pour les quatre zones minéralisées connues dans le secteur.

 

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Le tableau des analyses lithogéochimiques des métaux d’intérêt économique donne la localisation, la description et les résultats d’analyse pour 20 échantillons choisis dans le but d’évaluer le potentiel économique de la région.

Minéralisations connues de la région d’étude

Quatre zones minéralisées sont connues dans la région cartographiée. Le tableau ci-haut inclut les liens menant vers les fiches descriptives des zones minéralisées.

Minéralisations méconnues et découvertes lors des présents travaux

 

Nouvelle minéralisation de Fe-P ± V ± Ti associée aux roches intrusives mafiques

Une leuconorite de l’unité mPtri3 de la Mangérite de Cap Trinité contient un niveau de nelsonite exposé sur 20 cm d’épaisseur et ∼3 m de long. Un échantillon choisi (24-FT-2157C) est fortement minéralisé en Fe-P ± V ± Ti et a donné 37,92 % Fe, 5,31 % Ti, 2,52 % P et 1240 ppm V. Les observations en lame mince démontrent que la minéralisation est portée par les oxydes de fer et de titane (essentiellement la magnétite) et l’apatite.

La zone favorable de Belette Nord-Ouest englobant cette zone minéralisée correspond à une forte anomalie sur la carte aéromagnétique à haute résolution du Ministère (Benahmed et Intissar, 2015 et 2021).

 

Nouvelle minéralisation et nouvelles zones favorables en éléments de terres rares (ETR) légères, Th et Zr associées aux dykes de pegmatite syénogranitique, de syénite quartzifère et de granite à feldspath alcalin

Nous avons cartographié de nombreuses injections pegmatitiques de syénogranite, de syénite quartzifère et de granite à feldspath alcalin à la bordure de la Mangérite de Cap Trinité et au contact avec le Complexe gneissique du Cap à l’Est.  Trois échantillons choisis de ces roches pegmatitiques ont donné des valeurs indicielles en ETR et Th de 8431 ppm ETR totales, dont 4100 ppm Ce et 1980 ppm La, 1730 ppm Th et 4193 ppm Zr pour un échantillon de syénite quartzifère (24-FT-2175A); 1160 ppm Th dans un dyke décimétrique de syénogranite (24-SC-4272D); et 471 ppm Th dans un dyke métrique de granite à feldspath alcalin (24-SC-4221B).

Sur le terrain, les mesures du rayonnement gamma (spectromètre RS-230) ont donné jusqu’à 4900 cps dans le cas de l’affleurement 24-FT-2175. Cette réponse est élevée dans les zones à forte concentration de biotite. En lame mince, la minéralisation semble portée par l’apatite, la thorite et le zircon.

Deux zones favorables ont été délimitées. La zone favorable Lac aux brumes regroupe les affleurements 24-FT-2175 et 24-SC-4272. La zone favorable de Fauvette Nord associe l’affleurement 24-SC-4221 à un affleurement de syénite quartzifère à hypersthène (24-AN-3206) qui a donné 1093 ppm ETR totales.

 

Nouvelle minéralisation et nouvelle zone favorable en Nb et Th associées aux dykes de pegmatite syénogranitique et de granite à feldspath alcalin 

La zone favorable Lac du Soleil, définie au contact de l’unité mPtri3 de la Mangérite de Cap Trinité avec le Complexe gneissique du Cap à l’Est, est une zone prometteuse pour les minéralisations de Nb-Th. Un échantillon choisi (24-FT-2104A) de granite à feldspath alcalin a donné une valeur indicielle de 533 ppm Nb et valeur anomale de 241 ppm Th. Cet affleurent a donné une réponse atteignant 1992 cps par spectrométrie du rayonnement gamma (spectromètre RS-230). À proximité de cet affleurement, dans le Complexe de Cap à l’Est, un échantillon choisi (24-FT-2007C) d’un dyke de syénogranite de <20 cm d’épaisseur qui coupe une syénite quartzifère à enclaves plissées de gabbronorite et de paragneiss a donné 567 ppm Th. Cette zone comporte plusieurs dyke granitiques décimétriques à métriques qui coupent cette unité. 

 

 

Nouvelle minéralisation et nouvelle zone favorable en éléments de terres rares (ETR)-Y-Sc associées aux syénogranites 

La zone favorable d’Étangs Ouest regroupe des échantillons de syénogranite prélevés dans une zone caractérisée par une forte anomalie positive en thorium sur la carte spectrométrique (Benahmed et Intissar, 2021). Ces échantillons montrent un enrichissement en ETR et ont fourni des valeurs anomales en ces éléments. Les lectures au spectromètre gamma (spectromètre RE-230) de l’échantillon 24-AN-3243A ont atteint 1607 cps. À l’analyse, cet échantillon a donné 1689 ppm ETR (1794 ppm ETR + Y+ Sc). Pour l’échantillon 24-FT-2014, la somme ETR + Y + Sc est de 1166 ppm. Les observations en lame mince montrent que la minéralisation est associée à l’allanite.

 

Problématiques à aborder dans le cadre de futurs travaux

La nouvelle carte géologique au 1/50 000 rehausse de manière notable les connaissances stratigraphiques, structurales et métallogéniques de la région du lac Poulin-De Courval. Cependant, la relation structurale et métamorphique entre la Zone de cisaillement de Saint-Fulgence et la mise en place des minéralisations associées reste à élucider.

 

Collaborateurs

Auteurs	Francis Talla Takam, géo., Ph. D. francis.tallatakam@mrnf.gouv.qc.ca Samuel Coulombe, géo. stag., M. Sc. samuel.coulombe@mrnf.gouv.qc.ca Abdelali Moukhsil, géo., Ph. D. abdelali.moukhsil@mrnf.gouv.qc.ca
Géochimie	Olivier Lamarche, géo., M. Sc.
Géophysique	Rachid Intissar, géo., M. Sc.
Évaluation de potentiel	Virginie Daubois, géo., M. Sc.
Logistique	Marie Dussault, coordonnatrice
Géomatique	Karine Allard Dominique Plante
Conformité du gabarit et du contenu	François Leclerc, géo., Ph. D.
Accompagnement /mentorat et lecture critique
Organisme	Direction générale de Géologie Québec, Ministère des Ressources naturelles et des Forêts, Gouvernement du Québec

Remerciements :

Ce Bulletin géologique est le fruit de la collaboration de nombreuses personnes qui ont activement pris part aux différentes étapes de la réalisation du projet. Nous tenons à remercier le stagiaire en géologie Antoine Nadeau, ainsi que les étudiants Brahim Aajli, Othman Bounour, Marc-André Boies et Félix Hamel. Les échanges et discussions géologiques avec les professeurs de l’UQAC, Renée Luce Simard et Sarah Dare, et Renaud Soucy La Roche de l’INRS ont été très profitables au vue de leurs connaissances sur la géologie régionale et sur la Zone de cisaillement de Saint-Fulgence.

Références

 

Publications du gouvernement du Québec

Autres publications