Géologie de la région du cap Wolstenholme, Orogène de l’Ungava, Province de Churchill, sud-est d’Ivujivik, Québec, Canada

À la UNE

Zone de cisaillement de Naujaat – ces corridors mylonitiques délimitent-ils un domaine ancien polyphasé ou un domaine affecté par une déformation progressive en transpression?
La Zone de cisaillement de Naujaat comprend plusieurs corridors de déformation au sein desquels au moins deux fabriques se superposent…

 

 

Identification d’une zone favorable associée aux formations de fer rubanées
La zone favorable correspond à deux niveaux de formation de fer associés à des paragneiss de haut grade métamorphique……

 

 

Antiforme de Kovik – modification du contact avec le Narsajuaq
L’Antiforme de Kovik est interprété comme un bombement du socle archéen de la Province du Supérieur…

 

 

 

 

La partie nord-ouest de l’Orogène de l’Ungava a été cartographiée à l’échelle 1/100 000 au cours de l’été 2017. Ce levé géologique a permis de redéfinir les limites de l’Arc de Narsajuaq et d’introduire 16 nouvelles unités lithodémiques formant un assemblage complexe. Deux corridors de déformation régionaux ont été identifiés dans la région cartographiée. Au sud, la Suture de Sugluk a été redéfinie comme la limite nord de l’Antiforme de Kovik qui expose les roches archéennes de la Province du Supérieur. Selon les nouvelles observations, il est possible que ces roches anciennes aient été enfouies et migmatitisées au Paléoprotérozoïque lors du chevauchement vers le sud de l’Arc de Narsajuaq. Au nord, la Zone de cisaillement de Naujaat délimite principalement des orthogneiss et des paragneiss fortement déformés qui pourraient avoir une évolution tectonométamorphique polyphasée, ou encore, qui pourraient résulter d’une déformation progressive en transpression. Ces nouvelles données permettront de revoir l’évolution géodynamique de cette région et de revisiter les modèles d’exploration pour l’Orogène de l’Ungava.

La cartographie de cette région a permis d’identifier un contexte métallogénique favorable associé à des formations de fer dans un terrain métamorphique de haut grade. Aussi, un indice en éléments des terres rares et un autre en zirconium ont été découverts dans des granitoïdes. Des zones sulfurées et d’altération ont été identifiées, mais n’ont donné aucune valeur indicielle.

Méthode de Travail

La région du cap Wolstenholme a été cartographiée en utilisant la méthode établie pour les levés effectués dans les zones isolées. Une équipe de sept géologues et six étudiants ont réalisé les travaux de cartographie géologique entre le 14 juin et le 25 août 2017 à partir d’un camp provisoire basé à Ivujivik.

La cartographie du secteur à l’étude a permis de produire et de mettre à jour les éléments d’information présentés dans le tableau ci-dessous :

Travaux antérieurs

Le tableau ci-dessous présente une liste sommaire des travaux réalisés depuis 1960 dans le secteur à l’étude.

Lithostratigraphie

La région du cap Wolstenholme fait partie de l’Orogène de l’Ungava, un assemblage de roches archéennes et paléoprotérozoïques remobilisées lors de la collision entre des terranes exotiques et le Craton du Supérieur (Orogenèse de l’Ungava). Dans cette branche orientale de l’Orogène Trans-Hudsonnien, les travaux antérieurs ont permis de reconnaître deux ensembles lithotectoniques, soit le parautochtone au sud et l’allochtone au nord. Le domaine au sud est formé par les roches archéennes de l’Antiforme de Kovik, tandis que celui au nord est composé des roches paléoprotérozoïques de l’Arc magmatique de Narsajuaq (St-Onge et al., 1992).

L’Arc de Narsajuaq et l’Antiforme de Kovik montrent une complexité au sein de leur assemblage de lithologies qui varient du faciès des granulites au faciès supérieur des amphibolites. En effet, dans plusieurs cas, les relations entre les lithologies sont oblitérées par la fabrique régionale E-W qui produit un fin imbriquement des lithologies à l’échelle hectométrique à kilométrique. Les observations de terrain et les relations de recoupement ont tout de même permis de distinguer 16 nouvelles unités lithodémiques et d’en établir leur cadre lithostratigraphique. Les unités lithodémiques nouvellement introduites sont regroupées selon les deux ensembles lithotectoniques établis dans la littérature (c.-à-d. l’Antiforme de Kovik et l’Arc de Narsajuaq).

Les récents travaux de cartographie ont aussi permis de mettre en évidence la présence d’un sous-ensemble supplémentaire dans le secteur septentrional de l’Arc de Narsajuaq. Celui-ci est limité et affecté par de nombreuses zones de mylonite formant la Zone de cisaillement de Naujaat. Ce sous-ensemble se distingue des autres lithologies de l’arc par la présence d’orthogneiss et par des séquences de métasédiments d’épaisseur plus importante. Ces lithologies sont globalement au faciès des amphibolites et sont fortement déformées. Aussi, la présence de mylonites plissées pourrait indiquer une évolution polyphasée ou une déformation progressive en transpression, donc une signature tectonométamorphique différente du reste de l’Arc de Narsajuaq (voir la section Zone de cisaillement de Naujaat).

L’étude approfondie de la déformation et du métamorphisme, en plus de la datation des orthogneiss et paragneiss formant la majorité de ce secteur, permettrait de mieux cerner les implications tectoniques et de déterminer l’évolution tectonométamorphique de ce sous-ensemble. Selon les informations disponibles, il est possible de penser que ce sous-ensemble regroupe des lithologies plus anciennes que celles de l’Arc de Narsajuaq.

Antiforme de Kovik – modification du contact avec le Narsajuaq

L’Antiforme de Kovik est interprété comme un bombement du socle archéen de la Province du Supérieur produit par un soulèvement postaccrétionnaire lors d’une phase de déformation tardive liée à l’orogène de l’Ungava (p. ex. Lucas et St-Onge, 1992). Cette fenêtre structurale expose des tonalites ou des granodiorites (ApPkvk4 à ApPkvk6) qui contiennent des lambeaux de roches mafiques et métasédimentaires en proportion variable et qui sont coupées par des intrusions dioritiques ou tonalitiques à granitiques (ApPkvk2, ApPkvk7, ApPkvk8; Taylor, 1982; St-Onge et Lucas, 1990, 1992; Lamothe, 2007). Des granitoïdes tardifs (ApPkvk9) forment des plutons métriques à kilométriques et injectent les roches parautochtones décrites précédemment.

Le secteur sud de la région cartographiée à l’été 2017 avait été précédemment interprété comme une zone de l’Arc de Narsajuaq qui est rétromorphosée au faciès des amphibolites. Ceci était expliqué par la présence d’un corridor de déformation important, soit la Suture de Sugluk (St-Onge et al., 2000). Toutefois, les récents travaux de cartographie à proximité du contact Kovik-Narsajuaq mettent en évidence la similitude entre les lithologies de ce secteur et les lithologies de l’Antiforme de Kovik. En effet, les caractéristiques typiques des roches observées dans l’arc, qui est principalement formé d’alternances serrées de lithologies granulitiques intermédiaires à mafiques, de lambeaux d’orthogneiss et de paragneiss, ainsi que d’intrusions potassiques, ne sont pas reconnues dans le secteur du faciès des amphibolites au sud. Les lithologies de ce secteur ont donc été assignées à l’Antiforme de Kovik et sont limitées au nord par la Suture de Sugluk. Une analyse géochronologique permettra de confirmer l’âge archéen de ces lithologies et leur association à l’Antiforme de Kovik.

Le Complexe de Kovik comprend les unités géologiques cartographiées lors des travaux antérieurs et qui étaient alors associées à l’Antiforme de Kovik, ce dernier étant dorénavant considéré comme un domaine lithotectonique. La cartographie de l’extension nord de ce complexe a permis de mettre en évidence le caractère migmatitique généralisé au sein des tonalites foliées à gneissiques. À certains endroits, la migmatitisation devient assez importante, produisant des métatexites et des tonalites hétérogènes à schlieren (de type modilisat), lesquelles sont respectivement regroupées dans les sous-unités ApPkvk4a et ApPkvk4b nouvellement introduites. Ont aussi été introduites les sous-unités de diorite quartzifère migmatitisée (ApPkvk6a), de gabbro et de diorite rubanés parfois à grenat (ApPkvk2a), et de métatexite et de diatexite issues de la fusion partielle de métasédiments (ApPkvk3a et 3b, respectivement). Des amphibolites (ApPkvk1) ont été observées en association spatiale avec les métasédiments ou les gabbros, et parfois sous forme de niveaux dans ces lithologies.

À l’instar des conclusions de Baragar (2015), les nouvelles observations de terrain n’appuient pas la présence d’une fine imbrication continue de volcanites ou de métasédiments du Groupe de Povungnituk en bordure de l’Antiforme de Kovik, tel qu’il avait été suggéré par St-Onge et Lucas (1992). En fait, des lambeaux de paragneiss migmatitisé fortement déformé sont observés seulement à certains endroits où le Groupe de Povungnituk avait été cartographié. Selon nos observations, rien n’exclut qu’il s’agisse de lambeaux de paragneiss associés à la Province du Supérieur. Si cette hypothèse s’avère exacte, ils seraient donc archéens. Aussi, les nouvelles observations de terrain sont en accord avec les interprétations de Baragar (2015) qui suggèrent que l’Arc de Narsajuaq pourrait soit avoir chevauché vers le sud sur le socle archéen du Supérieur, soit représenter un arc continental mis en place dans le craton du Supérieur par une subduction vers le sud et subséquemment déformé lors de l’Orogène de l’Ungava. La première hypothèse semble plus vraisemblable étant donné l’absence d’intrusions qui pourraient être associées aux unités de l’Arc de Narsajuaq au sein des lithologies du Kovik. En fait, à l’exception des intrusions potassiques de l’unité ApPkvk9, qui pourrait représenter des intrusions tardi-orogéniques à postorogéniques similaires aux intrusions de la Suite de Sanningajaluit, aucune intrusion ne peut être nettement circonscrite. Au sein des tonalites foliées à gneissiques de l’unité ApPkvk4, seulement des mobilisats, généralement tonalitiques, forment des masses diffuses plus homogènes. Aussi, les données préliminaires de géochronologies obtenues à partir d’un échantillon de tonalite prélevé dans l’extension nord présumée du Kovik indiquent deux populations de zircons, soit une population archéenne et une autre paléoprotérozoïque (Davis, communication personnelle). Selon l’interprétation préliminaire, l’importante population de zircons paléoprotérozoïques pourrait avoir cristallisé à partir du mobilisat vers 1850-1845 Ma, alors que l’âge archéen reste incertain étant donné que les zircons anciens semblent partiellement rajeunis par l’événement métamorphique paléoprotérozoïque. Si cette interprétation s’avère exacte, elle supporterait l’enfouissement et la migmatisation des roches archéennes du Kovik au Paléoprotérozoïque, et donc, l’hypothèse de l’enfouissement de Baragar (2015).

Arc de Narsajuaq

Les lithologies de l’Arc de Narsajuaq avaient précédemment été divisées en deux suites selon leur histoire précoce, synchrone ou tardive par rapport à la collision avec le Supérieur. La suite plutonique ancienne, dont l’âge est circonscrit entre 1863 et 1844 Ma, comprend un assemblage minéral du faciès des granulites et présente un aspect rubané et folié à gneissique, alors que la suite plutonique récente (1836 à 1821 Ma) et la suite anatectique (1803 à 1800 Ma) sont composées de lithologies du faciès des amphibolites et sont foliées à massives (Dunphy et Ludden, 1998; Lucas et St-Onge, 1992; St-Onge et al., 1992). Les récents travaux de cartographie dans le secteur ouest de l’arc ont permis de subdiviser ces lithologies en 16 unités lithodémiques. Suivant globalement la même logique que les auteurs des travaux antérieurs dans la région, ces unités peuvent être divisées en :

• roches supracrustales;
• roches foliées à gneissiques du faciès des granulites;
• roches foliées à gneissiques du faciès des amphibolites;
• roches intrusives foliées;
• et roches intrusives massives.

Roches supracrustales

Le Complexe d’Erik Cove comprend certaines des plus anciennes lithologies de l’Arc de Narsajuaq. Il inclut principalement des paragneiss faiblement migmatitisés (pPecv1), formant des lambeaux hectométriques à kilométriques au sein des autres lithologies de l’arc. Par endroits, il comprend aussi des niveaux de formations de fer silicatées ou oxydées (pPecv1a).

Les roches métasédimentaires présentes au sein de l’Arc de Narsajuaq étaient précédemment incluses dans le Groupe de Sugluk (p. ex. Lucas et St-Onge, 1991; St-Onge et Lucas, 1992; St-Onge et al., 1992). Nous suggérons d’abandonner ce terme puisqu’il ne reflète pas le degré de métamorphisme et de fusion partielle qu’ont atteint ces lithologies. Aussi, l’introduction du Complexe d’Erik Cove semble mieux adaptée étant donné la présence de paragneiss plus intensément migmatitisés, passant graduellement de métatexite (pPecv2) à diatexite (pPecv3), et de leurs produits de fusion (pPecv4).

Roches foliées à gneissiques du faciès des granulites

Les roches granulitiques présentes au sein de l’Arc de Narsajuaq sont en majorité granoblastiques et foliées à gneissiques. Ces lithologies forment des unités complexes et discontinues en alternance serrée qui sont transposées et plissées selon la fabrique régionale E-W. Elles sont antécinématiques à syncinématiques et sont recoupées par les roches intrusives foliées et les roches intrusives massives.

Le Complexe de Narsajuaq comprend les unités géologiques cartographiées lors des travaux antérieurs et qui étaient précédemment associées à l’Arc de Narsajuaq, ce dernier étant dorénavant considéré comme un domaine lithotectonique.

Le Complexe de Pingasualuit est l’unité granulitique dominante de l’Arc de Narsajuaq dont la composition est intermédiaire à mafique. Les lithologies dominantes sont une diorite quartzifère à hypersthène et une diorite à hypersthène rubanées, localement gneissiques (pPpgs2). Celles-ci comprennent des niveaux métriques à kilométriques de gabbronorite et de diorite à hypersthène mésocrate (pPpgs1).

La Suite de Siurartuuq a été introduite afin de distinguer les roches granulitiques felsiques et potassiques, à structure équigranulaire et généralement granoblastique présentes au sein de l’Arc de Narsajuaq. Cette unité de charnockite foliée, granoblastique et rubanée (pPsir1) forme des masses oblongues et des lambeaux comprenant des enclaves du Complexe de Pingasualuit. Au sein des lithologies de ce complexe, la charnockite s’injecte lit par lit et prend l’aspect d’injections transposées. Dans le secteur nord de l’Arc de Narsajuaq, une bande kilométrique de charnockite et de granite plus homogènes et plus grenus ont été regroupés dans la sous-unité pPsir1a. Bien qu’elles soient légèrement recristallisées, ces lithologies ont un aspect plus intrusif que les roches fortement recristallisées et foliées à gneissiques de l’unité pPsir1.

La Suite de Frichet inclut des intrusions isolées et déformées de jotunite et de diorite quartzifère à orthopyroxène et clinopyroxène. Celles-ci sont restreintes à la Suture de Sugluk et ses environs. Les lithologies de cette suite présentent un aspect moucheté caractéristique, produit par des amas de minéraux mafiques verdâtres et brunâtres. Par endroits, elles montrent aussi une structure porphyroïde de phénocristaux de plagioclase recristallisé. 

Roches foliées à gneissiques du faciès des amphibolites

Les roches foliées à gneissiques dont l’assemblage minéralogique n’inclut pas l’orthopyroxène forment un assemblage complexe avec les unités granulitiques. Tout comme les roches granulitiques foliées à gneissiques, elles forment des masses et des lambeaux déformés, plissés et allongés dans la fabrique régionale E-W. Leur relation avec les granulites est incertaine et est complètement oblitérée par la déformation.

Le Complexe de Sainte-Hélène comprend des lithologies à structure généralement gneissique qui varient d’une composition tonalitique (pPshn2) à dioritique quartzifère et dioritique (pPshn1). Lorsqu’elles sont bien exposées, tel que le long de la côte de la Baie d’Hudson ou de la côte du Détroit d’Hudson, il est possible de reconnaître que ces unités forment des séquences de gneiss felsiques à intermédiaires en contact transitionnel. Ces lithologies sont variablement migmatitisées selon le secteur et selon leur composition. Les zones hétérogènes formées en majorité de mobilisat tonalitique et de radeaux de tonalite ou de diorite quartzifère (paléosomes) sont regroupées dans l’unité pPshn4.

À l’extrémité nord de la région cartographiée, les gneiss sont fortement déformés (tectonites en L/S) et leur composition felsique varie de granodioritique à granitique (pPshn3). La fabrique gneissique, l’aspect recristallisé et migmatitisé, ainsi que la fabrique mylonitique observée dans le secteur nord suggèrent qu’il s’agisse de lambeaux de roches anciennes, possiblement du socle au sein duquel l’Arc de Narsajuaq s’est mis en place.

La monzodiorite quartzifère mouchetée (pPslq1) et la monzonite quartzifère à porphyroïdes de feldspath potassique (pPslq1a) de la Suite de Suluraaq sont généralement observées dans les secteurs où les séquences gneissiques du Complexe de Sainte-Hélène sont plus importantes, soit à proximité des deux zones de déformation principales de la région cartographiée (la Suture de Sugluk et la Zone de cisaillement de Naujaat). Les lithologies de cette unité sont couramment fortement déformées (tectonites en L/S ou tectonites en L). Aussi, une monzonite quartzifère rubanée, fortement déformée et à porphyroclastes de feldspath potassique (pPslq2), forme des masses lenticulaires, étirées et parfois en sigmoïdes qui sont observées uniquement au sein de la Suture de Sugluk.

La Suite de Nallujuaq est constituée d’une granodiorite et d’une monzodiorite quartzifère riche en minéraux mafiques (pPnal1). La structure granoblastique, la foliation bien développée et la présence de rubans rosés sont caractéristiques de cette unité. Dans certains niveaux mafiques présents en contact diffus dans l’unité pPnal1, de l’orthopyroxène est observé au cœur des cristaux de hornblende. Ces reliques d’orthopyroxène suggèrent que cette unité est rétrogradée.

Le granitoïde de la Suite de Kuugaq (pPkug1) se distingue des intrusions potassiques tardives faiblement foliées à massives de l’Arc de Narsajuaq par son aspect granoblastique, rubané, leucocrate et bien folié. La présence de fines lamines discontinues de minéraux mafiques est caractéristique de cette unité. À l’opposé des autres unités granitiques de la région dont la relation intrusive est nettement observée, l’unité pPkug1 est en contact net avec les unités granulitiques du Complexe de Pingasualuit et, comme ces dernières, est transposée et plissée dans la fabrique régionale E-W.

Roches intrusives foliées

Plusieurs générations d’intrusions de granitoïdes s’injectent dans l’assemblage de roches foliées à gneissiques du faciès des granulites et du faciès des amphibolites décrit ci-haut. La relation de ces phases intrusives avec les unités granoblastiques foliées à gneissiques est variable : par endroits, les granitoïdes semblent issus de la fusion partielle des lithologies plus anciennes; ailleurs, ils ont l’aspect d’intrusions qui assimilent les unités granoblastiques ou qui s’injectent dans les plans de foliation, leur donnant un aspect de lit par lit.

Le Complexe de Tasialuk Allipaaq et la Suite de Sanningajuaqluk sont les plus importantes unités intrusives du faciès des amphibolites présentes au sein de l’Arc de Narsajuaq. Le complexe comprend principalement des roches intrusives tonalitiques à granitiques comprenant des enclaves de tonalite granoblastique en contact diffus (pPali2). Dans certaines zones, également en contact diffus, cette tonalite est présente en proportion plus importante et est fortement injectée par un matériel granitique rosé (pPali1). Ce complexe hétérogène semble résulter de la mise en place en domaine ductile de matériel intrusif tonalitique à granitique dans une unité de tonalite ancienne, foliée à gneissique, qui pourrait être équivalente à la tonalite du Complexe de Sainte-Hélène. Il pourrait donc représenter des zones d’injection et d’assimilation magmatique.

La Suite de Sanningajualuk est constituée des granites foliés à massifs qui coupent l’ensemble des unités de l’Arc de Narsajuaq, à l’exception des unités de roches intrusives massives décrites dans la section ci-dessous. Ces granites, généralement riches en feldspath potassique, sont typiquement roses à rose rougeâtre en surface altérée. Ils forment des dykes et de grands plutons orientés dans la fabrique régionale E-W ou coupant les zones de déformation. Ces lithologies sont tardicinématiques à post-cinématiques et comprennent possiblement plusieurs phases intrusives et comagmatiques de différentes générations. Ces phases sont impossibles à distinguer à l’échelle de la cartographie.

Une enderbite et une opdalite à amas ou lamines de minéraux mafiques injectent les unités du Complexe de Pingasualuit et de la Suite de Siurartuuq (pPsir1). Ces lithologies sont regroupées dans la Suite de Navvaataaq (pPnav1). Elles forment des injections subconcordantes plissées au sein des roches foliées à gneissiques ou de grandes masses kilométriques allongées dans la fabrique régionale E-W. Elles comprennent plusieurs lambeaux de roches granoblastiques foliées à gneissiques.

La Suite de Kimmuangajuq regroupe des roches intrusives de type mobilisat à schlierens de biotite (pPkim1) qui se concentrent en zones hectométriques à kilométriques. Ces mobilisats sont généralement observés à proximité des orthogneiss du Complexe de Sainte-Hélène et coupent ou sont en contact graduel avec ces derniers.

Roches intrusives massives

Les roches intrusives massives ne représentent qu’une faible proportion des lithologies de l’Arc de Narsajuaq. La monzodiorite et la monzonite grossièrement grenue de la Suite d’Ivitaruq (pPivi) et la norite subophitique de la Suite de Nauyok (mPyok) forment de petits plutons isolés et distribués de façon éparse au sein de l’arc. Les dykes de diabase traversant la région cartographiée selon une orientation NW-SE à NNW-SSE ont été assignés à l’Essaim de Falcoz. Aussi, de nombreux dykes de pegmatite décimétriques à décamétriques coupent l’ensemble des lithologies antécinématiques à tardicinématiques de l’arc. L’orientation des pegmatites est généralement aléatoire. Toutefois, une famille de dykes NNE-SSW à NE-SW (030° à 050°) a été identifiée. Les pegmatites sont localement coupées par des dykes décimétriques de granite gris rosé à granulométrie fine.

Géologie structurale

Plusieurs études traitant des événements tectonométamorphiques ont été effectuées sur des segments de l’Orogène de l’Ungava au Québec et sur l’île de Baffin (p. ex. St-Onge et al., 1999; voir le tableau des travaux antérieurs). Ces études soulignent que les roches allochtones de l’Arc de Narsajuaq auraient d’abord subi un événement tectonométamorphique intra-arc (D₁-M₁) auquel sont associées des conditions métamorphiques du faciès des granulites. La phase principale de déformation et de métamorphisme (D₂-M₂) est produite par un épisode de collision et est associée à un rétromorphisme de l’arc au faciès des amphibolites. Dans la région du cap Wolstenholme, il est présentement impossible d’associer les structures observées à ces phases de déformation ou à un événement tectonique.

Les structures principales observées dans la région cartographiée sont d’orientation E-W et sont ici dénotées D_n. Les fabriques associées incluent des foliations, des gneissosités et des rubanements (migmatitiques ou compositionnels) qui affectent les unités foliées à gneissiques du faciès des amphibolites ou du faciès des granulites. Ces structures sont présentées sur les stéréogrammes A à D de la figure d’interprétation structurale. Il est interprété que les structures D_n oblitèrent les fabriques associées à l’épisode de déformation précoce D_n-1 (intra-arc; Lucas et St-Onge, 1992). En effet, aucune évidence probante de la déformation D_n-1 n’a été observée.

Au sein de l’Arc de Narsajuaq, des corridors de déformation ductile d’épaisseur métrique à hectométrique suivent l’orientation régionale E-W. Cette déformation en transpression entraîne une accentuation des pendages, une mylonitisation et un plissement serré (P_n) à plusieurs échelles. En affleurements, des plis isoclinaux serrés E-W et des plis en fourreaux sont également observés. À l’échelle kilométrique, les unités géologiques très rectilignes forment des plis serrés caractérisés par des charnières épaissies et des flancs tronqués. Plusieurs plis parasites associés à ce plissement sont aussi observés. De plus, à l’échelle régionale, les structures planaires Sn de l’Arc de Narsajuaq définissent une grande synforme et une grande antiforme (P_n+1) d’orientation E-W de plusieurs dizaines de kilomètres d’amplitude, comme illustré par le plan du stéréogramme B sur la figure d’interprétation structurale.

Toutefois, il est important de spécifier que la Zone de cisaillement de Naujaat présente un style de déformation particulier (voir la Zone de cisaillement de Naujaat). En effet, il est possible que l’évolution tectonométamorphique dans ce secteur soit polyphasée, ou encore, que les structures présentes soient associées à une déformation progressive lors de la transpression.

Les évidences de déformation tardive (D_n+2) sont particulièrement visibles à proximité de l’Antiforme de Kovik. Dans ce secteur, les unités géologiques et les zones de déformation sont affectées par des plis ouverts orientés NW-SE à NNW-SSE et d’amplitude kilométrique (P_n+2). Ce plissement est à l’origine de l’attitude ondulante de la Suture de Sugluk et explique la distribution des pôles des foliations des unités du Kovik le long d’un plan 
p du stéréogramme D. L’interaction des plis E-W repris par les plis NW-SE à NNW-SSE explique le schéma d’interférence illustré sur la carte géologique. Des zones de cisaillement tardives de même orientation que les plans axiaux P_n+2 affectent aussi la foliation régionale.

Zones de déformation

Deux zones de déformation importantes pour la compréhension de la tectonique de l’Orogène de l’Ungava ont été cartographiées dans la région du cap Wolstenholme. Ces zones marquent le contact entre des domaines structuraux distincts qui représentent possiblement des ensembles lithotectoniques différents. La Suture de Sugluk sépare l’Arc de Narsajuaq de l’Antiforme de Kovik, tandis que la Zone de cisaillement de Naujaat, plus au nord, constitue la limite entre l’Arc de Narsajuaq et un ensemble septentrional distinct.

Suture de Sugluk

La Suture de Sugluk correspond à la limite entre les unités du Kovik et celles du Narsajuaq. Cette suture comprend plusieurs zones mylonitiques à mouvement inverse-senestre qui affectent en majorité les unités de l’Arc de Narsajuaq. Ces structures sont reprises par de grands plis ouverts NW-SE à NNW-SSE d’échelle kilométrique (P_n+2).

La déformation mylonitique se traduit en affleurement par un rubanement serré des lithologies et l’étirement du quartz et des feldspaths. Dans les unités à porphyroïdes à feldspath potassique (p. ex. la Suite de Suluraaq 2), des porphyroclastes de feldspath indiquent en majorité un mouvement senestre. Les linéations associées à cette déformation montrent un plongement faible à modéré vers le WNW (5 à 35° en général). Des plis isoclinaux dont le plan axial est parallèle à la foliation sont également observés.

Zone de cisaillement de Naujaat – ces corridors mylonitiques délimitent-ils un domaine ancien polyphasé ou un domaine affecté par une déformation progressive en transpression?

La Zone de cisaillement de Naujaat comprend plusieurs corridors de déformation au sein desquels au moins deux fabriques se superposent. Ces corridors se répartissent sur la portion nord du secteur cartographié en zones variablement déformées d’épaisseur métrique à kilométrique. Ils sont formés de protomylonites, d’orthomylonites et, localement, de niveaux décimétriques d’ultramylonites. Les indicateurs cinématiques (sigmoïdes formés par les porphyroclastes de feldspath potassique, plis, etc.) indiquent un mouvement principalement dextre. Les fabriques mylonitiques E-W fortement inclinées vers le nord, les linéations d’étirement et les plis serrés E-W sont affectés par des plis ouverts NE-SW (P_?) auxquels est associée une foliation de plan axial (figure schématique de la Zone de cisaillement de Naujaat). Un tel recoupement de la fabrique mylonitique par une autre fabrique très pénétrative n’a pas été observé ailleurs dans l’Arc de Narsajuaq. La foliation moyenne associée à ce plissement est orientée à 236°/68°. Les linéations marquées par le quartz et les feldspaths sont principalement orientées vers l’ouest, mais leur plongement peut varier considérablement sur de courtes distances (5 à 75°).

La superposition du plissement NE-SW à la fabrique mylonitique et la variation de plongée des linéations sont caractéristiques de la Zone de cisaillement de Naujaat. Ceci semble indiquer que ce secteur est polyphasé ou qu’il pourrait être affecté par une déformation progressive lors de la transpression.

Métamorphisme

Les lithologies de l’Arc de Narsajuaq ont des assemblages minéraux typiques du faciès des granulites et du faciès supérieur des amphibolites (Lucas et St-Onge, 1992; St-Onge et al., 2000). Par endroits, dans les lithologies granulitiques, l’orthopyroxène est partiellement à complètement ouralitisé ou serpentinisé. Les travaux de maîtrise de Monday (1994) indiquent des conditions métamorphiques qui varient de 900 °C et 9,9 kbar à 800 °C et 6,9 kbar dans l’Arc de Narsajuaq, alors que les conditions varient de 725 °C et 8,4 kbar à 775 °C et 7,0 kbar dans le secteur interprété comme l’extension nord de l’Antiforme de Kovik.

L’état actuel des connaissances ne permet pas d’illustrer la complexité métamorphique et structurale de l’Arc de Narsajuaq. Plusieurs observations de terrain suggèrent qu’il y aurait une variation dans la relation chronologique entre le métamorphisme et la déformation. Par endroits, les minéraux métamorphiques semblent antécinématiques à syncinématiques, alors qu’à d’autres endroits, particulièrement à proximité de l’Antiforme de Kovik et dans le domaine au nord de la Zone de cisaillement de Naujaat, certains minéraux métamorphiques se superposent aux phases de mylonitisation et de plissement.

Géologie économique

Au cours des travaux de terrain de l’été 2017, deux échantillons ont donné des teneurs indicielles, soit un en terres rares et un en zirconium. Ils sont présentés dans le tableau des zones minéralisées. Les résultats d’analyse des échantillons prélevés et analysés pour leur potentiel économique sont quant à eux présentés dans le tableau des analyses lithogéochimiques des métaux d’intérêt économique.

(E) : Échantillon choisi; (R) : Rainure; (F) : Forage

Nouveaux indices de zirconium et de terres rares associés aux granitoïdes

Indice de zirconium dans une monzonite à clinopyroxène et magnétite

La monzonite contenant une valeur indicielle de zirconium (7990 ppm) est située à 5 km de la côte dans le feuillet 35K08, à l’est d’Ivujivik (échantillon 2017070930). Il s’agit d’une monzonite rosée à grain fin contenant principalement de la magnétite et du clinopyroxène. Du zircon (1 à 3 %) et des petits cristaux ovoïdes d’épidote ont été observés en lame mince. Le gradient magnétique révèle une forte signature magnétique dans le secteur autour de la monzonite analysée. Cette dernière est située à proximité d’un dôme compétent de gneiss dioritique (pPnar1) bordé de gabbro et de diorite migmatitisée.

Indice de terres rares dans un granite tardif

Une anomalie régionale en terres rares dans les sédiments de fond de lac (Maurice et Lamothe, 2012PRO 2012-03) est expliquée par la présence d’intrusions tardives de granitoïdes riches en allanite. En effet, un granite contient une valeur indicielle d’éléments des terres rares de 2320 ppm et 5 % d’allanite (échantillon 2017070888). Le granite est homogène, à grain fin à moyen et présente localement une hématitisation. Lorsque l’altération est plus prononcée, le scintillomètre atteint jusqu’à 1100 cps. Le granite est en intrusion dans une tonalite.

Identification d’une zone favorable associée aux formations de fer rubanées

La zone favorable Groupe de Sugluk-1 correspond à deux niveaux de formation de fer rubanée associés à des paragneiss de haut grade métamorphique. Ces niveaux sont nettement visibles sur la carte du champ magnétique résiduel. Ils forment des niveaux discontinus d’épaisseur généralement métrique au sein d’un lambeau de paragneiss migmatitique. L’un des niveaux de la formation de fer est au faciès des oxydes et l’autre est au faciès des silicates. Bien que les échantillons de sédiments de fond de lac dans ce secteur n’ont donné aucune valeur significative en métaux, ces formations de fer présentes dans un terrane de haut grade métamorphique peuvent constituer un contexte métallogénique intéressant, à l’exemple de la Sous-Province d’Ashuanipi où une quarantaine de minéralisations aurifères sont associées à ce type d’unité. Tout comme dans cette sous-province, la formation de fer caractérisée comme favorable est située à proximité d’une zone de cisaillement. De plus, immédiatement au nord de la forte anomalie magnétique, un paragneiss migmatitisé présente une carbonatation et une silicification auxquelles est associée un faible contenu en sulfures (~1 % pyrite et pyrrhotite disséminées). Bien qu’elle ne soit observée que localement, cette altération est probablement le résultat d’une circulation de fluides hydrothermaux et d’une remobilisation des sulfures.

Caractérisation des échantillons analysés pour leur potentiel économique

Les échantillons analysés pour leur potentiel économique n’ont retourné aucune valeur indicielle. Ils ont tout de même été regroupés selon leur typologie et sont brièvement décrits ci-dessous. Les principaux groupes reconnus sont associés aux lambeaux de paragneiss, aux formations de fer, à certaines intrusions mafiques, à des zones d’altération et à des intrusions tardives de granitoïde.

Des niveaux sulfurés dans des bandes de paragneiss ont été identifiés à l’extrémité nord-ouest de la péninsule d’Ungava, soit dans le domaine localisé au nord de la Zone de cisaillement de Naujaat. Les sulfures observés, principalement de la pyrite et de la pyrrhotite disséminées, sont parfois associés à de la magnétite et/ou du graphite. Ces zones sulfurées forment des niveaux rouillés d’épaisseur décimétrique à métrique dont l’extension latérale est limitée à quelques mètres. Dans certains paragneiss migmatitisés, les sulfures se concentrent en bordure des rubans de mobilisat transposés dans la foliation régionale (17-SM-4185).

Un niveau sulfuré au sein d’une formation de fer (faciès des silicates) associé à une bande de paragneiss de l’Arc de Narsajuaq a été observé sur une épaisseur métrique (jusqu’à 6 m) et une longueur approximative de 100 m. Le niveau renferme environ 1 % de pyrite disséminée. La formation de fer présente des variations de composition marquées par un changement de granulométrie et par l’apparition de grunérite et de grenat dans certains niveaux (17-MB-3025).

Des sulfures disséminés dans des roches intrusives intermédiaires à mafiques appartenant aux unités plutoniques de l’Arc de Narsajuaq ont été observés localement. Ces sulfures, principalement de la pyrite et de la pyrrhotite, sont parfois associés à la magnétite. Par endroits, les sulfures sont associés à des fractures tardives contenant de l’épidote, des carbonates et de la chlorite (17-MP-1018).

Différents types d’altération hydrothermale ont été répertoriés en association avec des granitoïdes et des paragneiss. Ces zones décimétriques à métriques ont la forme de brèches, de veinules ou de zones diffuses. L’assemblage minéralogique typique se compose d’hématite, d’épidote et de carbonates (17-LP-2026; 17-SM-4080; 17-SM-4084; 17-SM-4163; 17-CT-5067; 17-MV-7133).

Un indice de Ni associé à une intrusion mafique est connu immédiatement à l’est du secteur cartographié (Ech. 126747).

Lors de travaux futurs dans l’Arc de Narsajuaq, les modèles associés à des environnements continentaux et en système compressif, ainsi que les contextes tardi-orogéniques à postorogéniques, devront être mis de l’avant. De plus, une bonne connaissance des minéralisations présentes dans la Province du Supérieur au sud de la Ceinture de Cape Smith permettra de reconnaître des contextes favorables dans les roches archéennes de l’Antiforme de Kovik.

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 les géologues Sacha Boston-Marier, Clémence Tolan, Maxime Valéro, ainsi que les étudiants Ève Cloutier, Marie Cloutier, Thomas Debruyne, William Desmeules, François Fournier-Roy et David Tremblay. Nous aimerions souligner l’excellent travail de la cuisinière Anne-Marie Pilotte et de l’homme de camp François Gauthier. Nous remercions Stéphane Carignan pour son implication dans la préparation et la logistique du camp, ainsi que pour son aide à la réalisation du levé géologique. Le montage du camp a été réalisé par la compagnie IOS Services Géoscientifiques. Le transport par hélicoptère a été assuré par la compagnie Héli Explore. Le pilote Daniel Boisvert et le mécanicien Neil Jeodore ont accompli leur travail avec efficacité et professionnalisme.

Références

Publications du gouvernement du Québec

Autres publications