Domaine lithotectonique de Rachel-Laporte, sud-est de la Province de Churchill, Nunavik, Québec, Canada : synthèse de la géologie

La synthèse du sud-est de la Province de Chuchill (SEPC) a permis de déterminer les limites du Domaine lithotectonique de Rachel-Laporte. Une carte géologique et un schéma stratigraphique de ce domaine sont présentés dans ce bulletin. Le Domaine de Rachel-Laporte est principalement constitué des roches métasédimentaires et des roches intrusives et effusives mafiques de Supersuite de Laporte qui ont longtemps été considérés comme des équivalents stratigraphiques plus métamorphisés des roches du Supergroupe de Kaniapiscau (Fosse du Labrador). Toutefois, des travaux de géochronologie détritique récents indiquent des sources et des contextes de dépôt différents pour les bassins sédimentaires des deux domaines lithotectoniques. Le Domaine de Rachel-Laporte est aussi caractérisé par la présence d’écailles tectoniques constituées de roches du socle qui ont chevauchées les unités de la Supersuite de Laporte lors de l’Orogenèse du Nouveau-Québec.

Le Domaine de Rachel-Laporte est favorable à la mise en place de minéralisations de type sulfures massifs volcanogène en contexte sédimentaire, de minéralisations polymétalliques dans les argilites, de minéralisations chromifères dans les intrusions ultramafiques et de minéralisation en métaux rares dans les roches carbonatés de la Suite de Préville.

Méthode de travail

Travaux antérieurs

Le tableau ci-dessous présente une liste des travaux réalisés dans le secteur à l’étude depuis 1896. Il inclut aussi les références citées dans le rapport.

Travaux antérieurs dans la région d’étude

Auteur(s)	Type de travaux	Contribution
Low, 1896; Bell et Low, 1900	Reconnaissance géologique	Premiers travaux d’inventaire géologique dans le sud-est de la Province de Churchill
Fahrig, 1965	Cartographie géologique régionale à l’échelle 1/250 000.	Carte annotée du feuillet 24F.
Sauvé, 1956; 1957a; 1959 Gélinas, 1958a; 1958b; Freedman et Philpotts, 1958 Gold, 1962; Dressler et Ciesielski,1979 Clark 1978, 1980; 1987 Danis, 1988; Bourque, 1991 Girard, 1995 Hammouche et al., 2011	Cartographie géologique à l’échelle 1/50 000	Géologie de la Fosse du Labrador et de sa limite est: feuillets 23O, 23P, 24B, 24F et 24K. Corrélations entre les unités de la Fosse et du Rachel-Laporte.
Simard et al., 2013 Lafrance et al., 2014 Charette et al., 2016	Cartographie géologique à l’échelle 1/250 000	Géologie des feuillets 23O, 23P, 24B, 24F et 24K.
Gélinas, 1956; Sauvé, 1957b; Ferguson, 1958; Bérard, 1959; De Romer, 1956; Goulet, 1986; 1987; 1995 Moorhead, 1989; Poirier, 1989 Moorhead et Hynes, 1990 Henrique-Pinto et al., 2019	Études structurales, stratigraphiques et métamorphiques	Analyses des zones de cisaillement; modélisations métamorphiques; description des unités et stratigraphie; corrélations stratigraphiques et géochronologie.
Fournier, 1985	Étude métallogénique, stratigrapqhique et structurale	Description de sites minéralisés, d’unités lithologiques et corrélations avec la Fosse du Labrador.
Bardoux et al., 1988; Poirier et al., 1990 Wardle et al., 1990a; b; Wardle et al., 2002; James et Mahoney, 1994; Kerr et al., 1994	Compilation, synthèse géologique, divisions lithotectoniques et implications géodynamiques	Contexte et évolution géotectonique du SEPC.
Machado et al., 1989 Davis et al., 2015 Henrique-Pinto et al., 2017; 2019 Rayner et al., 2017; 2019 Godet et al., 2020	Géochronologie, synthèse et divisions lithotectoniques	Datations U-Pb dans le Domaine de Rachel-Laporte au Québec: Suite de Freneuse, complexe de Giton, de Boullé, de Highfall, de Boulder et de Rénia.
Dumont et Dostaler, 2010 D’Amours et Intissar, 2012a; 2012b; 2013	Levés géophysiques	Levés aériens magnétiques et spectrométriques touchant le Domaine de Rachel-Laporte.

Stratigraphie

Le Domaine lithotectonique de Rachel-Laporte est situé dans la partie ouest du sud-est de la Province de Churchill (SEPC). Il est majoritairement constitué de roches métasédimentaires et de roches intrusives et effusives mafiques appartenant à la Supersuite de Laporte. Ces roches ont longtemps été considérés comme des équivalents stratigraphiques plus métamorphisés de celles du Supergroupe de Kaniapiscau, situées dans la Fosse du Labrador juste à l’ouest (Harrison, 1952; Gélinas, 1958a et b; Sauvé et Bergeron, 1965; Girard, 1995; Simard et al., 2013). Toutefois, des différences importantes entre les populations de zircons détritiques de ces deux domaines lithotectoniques indiquent des sources différentes (Henrique-Pinto et al. , 2017; Godet et al., 2020), confirmant l’hypothèse de Charette et al. (2016), qui mettaient en doute cette équivalence en se basant sur l’épaisseur apparente et la composition des roches métasédimentaires des deux domaines. La distribution des âges des zircons détritiques retrouvés dans la Suite de Freneuse s’étend de 3226 à 1830 Ma (Henrique-Pinto et al., 2017; Godet et al., 2020) et elle comprend des pics de population paléoprotérozoïques et archéens qui sont interprétés comme indiquant une provenance de différents domaines lithotectoniques du SEPC, soit ceux de George, de Baleine et de Mistinibi-Raude (Henrique-Pinto et al., 2017, 2019). La source des sédiments du Supergroupe de Kaniapiscau serait quant à elle la Province du Supérieur, puisque l’ensemble des zircons détritiques sont archéens (Henrique-Pinto et al., 2017, 2019).

Le contact est avec le Domaine de Baleine a été redéfini par Lafrance et al. (2020) et correspond à la présence de gneiss archéens non associés à une écaille tectonique. De plus les unités du Domaine de Baleine ont été fortement affectées par une migmatitisation qui a produit des proportions importantes de liquide anatectique, alors qu’au sein du Domaine de Rachel-Laporte, les indications de fusion partielle sont mineures et localisées en bordure orientale.

Cette section offre une description sommaire des unités stratigraphiques du Domaine de Rachel-Laporte présentées en fonction du type de lithologie, de leur répartition spatiale et de leur chronologie relative. Une description plus détaillée est disponible dans le Lexique stratigraphique via les hyperliens ci-dessous. Le schéma stratigraphique ci-contre illustre les relations entre les différentes unités. Il est accompagné d’une échelle de temps répertoriant les âges des unités. Les références associées aux datations se trouvent dans la légende de la carte du Domaine lithotectonique de Rachel-Laporte et dans les fiches du Lexique stratigraphique.

Écailles tectoniques

Le Domaine de Rachel-Laporte comprend six complexes structuraux constitués de roches archéennes ou paléoprotérozoïques circonscrites à des écailles tectoniques qui ont chevauché les roches de la Supersuite de Laporte durant l’Orogenèse du Nouveau-Québec. Ces complexes comprennent, du nord au sud, les unités suivantes : 1) les gneiss tonalitiques du Complexe de Boulder (Ablr; 2868 Ma; Machado et al., 1989); 2) les gneiss granitiques du Complexe de Rénia (Area; 2692 Ma; Davis et al., 2015); 3) les monzogranite et monzonite quartzifère porphyroïdes du Complexe de Highfall (nAhig; 2705 Ma; Davis et al., 2015); 4) les monzonite et monzodiorite porphyroïdes du Complexe de Boullé (nAbue; 2690 Ma; Rayner et al., 2017); 5) les monzonite, monzonite quartzifère et monzodiorite du Complexe de Horseshoe (ApPhrs); et 6) les diatexites et paragneiss migmatitisés du Complexe de Giton (1829 Ma; Rayner et al., 2019). À l’exception des diatexites et paragneiss du Complexe de Giton, les unités observées dans ces complexes ont une signature magnétique positive caractéristiques, qui n’a pas été reconnues ailleurs dans le Domaine de Rachel-Laporte. La cristallisation de la diatexite du Complexe de Giton se distingue aussi par son âge paléoprotérozoïque. Il est quand même interprété comme une écaille tectonique ayant chevauché des roches de plus bas grade métamorphique.

Les âges obtenus et les lithologies observées au sein de ces écailles tectoniques sont similaires à ceux de différentes unités du Domaine lithotectonique de Baleine (Complexe d’Ungava, Suite de Saffray, Suite de Lhande et Suite de Winnie), qui représenterait ainsi le socle sur lequel s’est déposé les métasédiments du Rachel-Laporte, tel que schématisé dans cette figure.

Roches supracrustales paléoprotérozoïques et roches associées

La Supersuite de Laporte, qui représente l’unité principale du Domaine de Rachel-Laporte, est dominée par les roches métasédimentaires paléoprotérozoïques de la Suite de Freneuse (pPfru;1834 à 1804 Ma; Henrique-Pinto et al., 2017; Godet et al., 2020). Cette dernière comprend de vastes séquences de paraschiste, de méta-arénite et de méta-arkose à biotite et muscovite ainsi que des proportions moindres de roches calcosilicatées, de marbre, de quartzite, de métamudrock, de formation de fer et de métaconglomérat. Localement, la Suite de Freneuse renfeme aussi une faible proportion de roches laminées à l’aspect de tuf intermédiaire ainsi que des niveaux à fragments lenticulaires, qui pourraient représenter des métatufs à lapillis ou des métawackes lithique. 

La Suite de Klein (pPkle; 1883,5 Ma; Houlé et al., 2016) regroupe la majorité des roches mafiques et ultramafiques métamorphisées d’origine effusive ou intrusives du domaine. Cette unité se présente en bandes décimétriques à kilométriques alternant avec les roches métasédimentaires de la Suite de Freneuse. Les intrusions mafiques et ultramafiques sont généralement concordantes avec les niveaux d’amphibolites et de roches métasédimentaires mais un recoupement net a été observé localement. La répartition des bandes d’amphibolite et des intrusions de la Suite de Klein n’est pas uniforme sur l’ensemble du Domaine de Rachel-Laporte. Dans certains secteurs, les roches métasédimentaires de la Suite de Freneuse forme de grandes séquences homogènes ne renfermant que de rares bandes de roches mafiques alors qu’une alternance lithologique plus régulière est observée à d’autres endroits.

Bien que des âges maximaux similaires de dépôt aient été obtenus au sein d’échantillons de la Suite de Freneuse, tant dans la partie nord que dans la partie centrale du Domaine de Rachel-Laporte (~1834 Ma; Henrique-Pinto et al., 2017; Godet et al., 2020), l’âge de ~1883,5 Ma obtenu dans un gabbro de la Suite de Klein indique que la Suite de Freneuse comprend aussi des sédiments déposés antérieurement à 1834 Ma pour permettre la mise en place des filons-couches mafiques.

Dans la portion centrale du Domaine de Rachel-Laporte, la Suite de Préville (pPprv) comprend des roches calcosilicatées mafiques et des gneiss carbonatés. Bien que la composition caractéristique et la géochimie des roches de cette suite justifient leur appartenance à une unité distincte  , il est possible qu’elle représente une zone d’altération métamorphisée majeure affectant les unités des Suites de Klein et de Freneuse (Charette et al., 2016). Cette unité se trouve toutefois dans le prolongement structural de la carbonatite du Complexe de Lemoyne, située à environ 60 km au NW, et pourrait ainsi correspondre à des unités de métavolcanoclastites carbonatées.

Toujours dans le secteur centre du domaine, la Supersuite de Laporte comprend aussi quelques séquences de méta-arkose, de méta-arénite conglomératique, de méta-conglomérat et de schiste à muscovite, hématite et spécularite assignées à la Suite de Secondon. Cette suite n’a pas été datée, toutefois, sa localisation à proximité des écailles tectoniques des complexes de Boullé et de Horseshoe suggère que les métasédiments pourraient représenter le résultat de l’érosion de ces roches. Les roches du Complexe de Boullé sont archéennes, celles du Complexe de Horseshoe n’ont pas été datées mais pourraient être paléoprotérozoïques (équivalent de la Suite de Lhande dans le Domaine de Baleine).

Roches intrusives tarditectoniques

Le Domaine de Rachel-Laporte se distingue des autres domaines lithotectoniques du SEPC par sa faible proportion de roches intrusives felsiques. Restreints à l’extrémité sud du domaine, le Stock de Hibou regroupe une série de filons métriques à décamétriques qui coupent les roches métasédimentaires de la Suite de Freneuse. Ces intrusions sont variablement foliées et considérées comme synchrones à la déformation par Girard (1995). 

La Suite de Mercier se concentre au contraire dans le secteur nord du Domaine de Rachel-Laporte. Elle comprend une intrusion de granite rose de dimension importante (25 km x 5 km) qui coupe les roches archéennes des complexes de Rénia et de Highfall, près de la Faille du lac Turcotte. Cette suite comprend aussi de nombreux dykes et filons-couches felsiques décimétriques à décamétriques de granitoïdes pegmatitiques. Ces intrusions sont généralement massives.

Dykes mésoprotérozoïques

L’ensemble du SEPC est traversé par différents essaims de dykes mafiques, à structure ophitique ou subophitique, regroupés selon leur orientation. Ces dykes coupent l’ensemble des autres unités du SEPC et dépassent les limites des domaines lithotectoniques. Deux essaims de dykes ont été observés dans le Domaine de Rachel-Laporte.

Les Dykes de Slippery (mPsip) regroupent les gabbros à olivine et gabbronorites à olivine orientés E-W à ENE-WSW du SEPC. Deux dykes de quelques kilomètres de longueur, et de largeur hectométrique, ont été observés dans la partie centre ouest du Domaine de Rachel-Laporte. 

L’Essaim de Falcoz (mPfal) regroupe les dykes de gabbro à olivine orientés NNW-SSE du SEPC. Un seul dyke d’environ 2 km de long sur 180 m de large a été assigné à cette unité dans le secteur nord du SEPC, où il traverse la limite entre les domaines de Rachel-Laporte et de Baleine.

Métamorphisme

À l’instar de la Fosse du Labrador à l’ouest et du Domaine lithotectonique de Baleine à l’est, le Domaine de Rachel-Laporte a été métamorphisé durant l’Orogénèse paléoprotérozoïque du Nouveau-Québec. À l’échelle de l’orogène, l’empreinte métamorphique est caractérisée par une augmentation de l’intensité du métamorphisme vers l’est (Dimroth et Dressler, 1978; Poirier, 1989; Perreault et Hynes, 1990; Clark et Wares, 2004; Godet et al., 2016). La Faille du Lac Hérodier marque le passage du faciès des schistes verts dans la Fosse du Labrador, à celui des amphibolites dans le Domaine de Rachel-Laporte. Plus à l’est, la Faille du Lac Turcotte marque le faciès supérieur des amphibolites et la fusion partielle dans les roches du Domaine de Baleine (Charette et al., 2016; Godet et al., 2018; Godet et al., 2020).

Les travaux de terrains et les observations pétrographiques au microscope ont permis d’identifier les assemblages métamorphiques du Domaine de Rachel-Laporte, qui montrent peu de variation du nord au sud (Simard et al., 2013; Lafrance et al., 2014; Charette et al., 2016). Les métawackes et les méta-arénites de la Suite de Freneuse (pPfru1b), majoritairement composés de quartz-plagioclase-biotite-muscovite ±grenat ±feldspath potassique ± apatite, sont caractérisés par des microstrustures lépido- et granoblastiques. Les assemblages sont plus diversifiés au sein des paraschistes (pPfru1a) et correspondent à quartz-plagioclase-biotite-muscovite-grenat ± staurotide ± cordiérite ± sillimanite ± kyanite. Les roches mafiques de la Suite de Klein sont composées de plagioclase-quartz-hornblende ± actinote ± tremolite  ± biotite ± grenat. Des indices de fusion partielle ont été observés dans les roches métasédimentaires de la Suite de Freneuse (Simard et al., 2013; Charette et al., 2016, Godet et al., 2016, Vanier, 2016). Ce phénomène demeure local et implique de très faibles proportions des roches affectées. L’ensemble de ces informations indique un métamorphisme régional au faciès des amphibolites et l’atteinte locale du faciès supérieur des amphibolites, là où l’amorce de la fusion partielle est observée. Ce métamorphisme régional associé à l’Orogène du Nouveau-Québec s’inscrit dans un gradient métamorphique de terrain de type barrovien d’ouest en est.

Les roches des suites de Freneuse et de Klein contiennent aussi des quantités mineures de chlorite et d’épidote rétrogrades à proximité de la biotite, du grenat ou de la hornblende. La calcite en remplissage est aussi courante dans les métabasites, surtout dans la région du Lac Jeannin (Charette et al., 2016).

Des travaux de pétrochronologie et de modélisation d’équilibres de phases sur des échantillons de paraschistes de la Suite de Freneuse (pPfru1a) du segment central du Domaine de Rachel-Laporte ont permis d’interpréter des chemins P-T-t en sens horaires (dans l’espace P-T) reflétant de l’épaississement crustal le long d’un gradient apparent barrovien (Godet et al., 2020). L’enfouissement de ces échantillons est estimé autour de 1804 ±7,5 Ma (âge Lu-Hf sur grenat) et 1796 ±4 Ma (U-Pb sur monazite). Les conditions au pic métamorphique sont estimées à 620-650 °C et 5,5-7 kbar. Finalement, le refroidissement, vraisemblablement synchrone à travers le domaine, est daté entre 1783 et 1769 Ma (U-Pb sur titanite, Machado et al., 1989).

Lithogéochimie

La lithogéochimie des unités du Domaine de Rachel-Laporte est présentée séparémment sous forme de tableaux.

Géologie structurale

Le Domaine lithotectonique de Rachel-Laporte est subdivisé en sept domaines structuraux définis en fonction des styles structuraux. Certaines zones requérant une analyse plus fine ont été exclues, les mesures structurales leur appartenant ne sont donc pas projetées.  Dans l’ensemble du Domaine lithotectonique de Rachel-Laporte, les mesures de stratifications et de foliations tectonométamorphiques sont globalement équivalentes et sont donc projetées ensemble sur les stéréogrammes. Il en va de même pour les linéations d’étirement et minérales.

Le Domaine structural 1 est occupé par une alternance de roches métasédimentaires (Suite de Freneuse) et de métavolcanites (Suite de Klein). Les traces de foliation décrivent des formes sigmoïdales indiquant un mouvement dextre, ce qui est consistant avec les failles de Pointe Reef et du Lac Turcotte (Poirier, 1989; Goulet, 1995) qui marquent respectivement les frontières ouest et est du Domaine de Rachel-Laporte dans ce secteur. La fabrique dominante du Domaine 1 est une foliation pénétrative régulière à pendage relativement fort vers le NE (68°). De manière générale, les linéations d’étirement plongent faiblement vers le SE. Les charnières de plis ont une distribution similaire, mais plus dispersée le long du grand cercle marquant la foliation moyenne. 

Dans sa portion méridionale, la Faille de Pointe Reef ne marque plus la limite du Domaine de Rachel-Laporte, mais plutôt celle entre les domaines structuraux 1 et 2. Ce dernier est caractérisé par la présence d’écailles tectoniques paléoprotérozoïques composées de socle archéen et misent en place au-dessus des roches supracrustales paléoprotérozoïques. Le chevauchement des unités archéennes sur celles paléoprotérozoïques s’est produit par le biais de failles inverses agissant comme d’importants décollements basaux (Moorhead et Hynes, 1990). Le Domaine 2 se caractérise aussi par la présence de patrons d’interférence de plis en croissant de type 2, selon la classification de Ramsay et Huber (1987). Le patron d’interférence est interprété comme témoignant de la formation précoce de plis déversés à vergence ouest et d’axes N-S qui ont par la suite été repris par des plis plutôt droits et d’axe moyen NNW-SSE à faible plongée (144°/22°), qui correspondent à la caractéristique structurale dominante du secteur. Ainsi, les écailles tectoniques forment une alternance de dômes elliptiques et de synformes droits ou déversés vers le SW (Moorhead et Hynes, 1990). Les linéations et les axes de plis mesurés (NNW-SSE) sont parallèles et se seraient développés de manière concomitante. Les pôles des foliations se dispersent le long d’un grand cercle NE-SW reflétant la dernière phase de plissement, mais une analyse plus fine serait nécessaire afin de bien prendre en compte le plissement polyphasé observable dans ce domaine. En carte, les traces de plans axiaux des plis et les traces de foliation de ce domaine tendent à avoir des formes sigmoïdales indiquant un mouvement dextre, de façon similaire à ce qui a été observé dans le Domaine 1.

Au SW de ces écailles tectoniques, les fabriques dominantes sont une foliation subverticale pénétrative d’orientation NNW-SSE et une linéation plongeant en moyenne faiblement vers le SE. Ce domaine inclut la faille inverse à composante dextre du Lac Rachel (Goulet, 1987).

À l’instar des roches métasédimentaires qui les composent, les domaines 4 et 5 présentent un style structural homogène et monotone défini par des fabriques régulières sur plusieurs dizaines de kilomètres. La foliation du Domaine structural 4 forme une séquence homoclinale dont le plan moyen est de 316°/46° et qui porte par endroit une linéation d’étirement à faible plongée vers le SE. Néanmoins, certaines linéations sont près de la ligne de pente ou à faible plongée vers le NW. Directement à l’est, le Domaine structural 5 se démarque par la présence de traces de foliations plissées. De plus, la projection des pôles de foliations tectonométamorphiques forme une distribution asymétrique étalée le long d’un grand cercle dont le pôle se trouve à proximité de la moyenne des charnières de plis mesurées (116°/23°). Les linéations d’étirement ont également une direction et une inclinaison semblables, soit 113°/20°. Le Domaine structural 5 est interprété comme une séquence de plis asymétriques dont les flancs longs ont un pendage vers le NE.

Les domaines 6 et 7 s’inscrivent dans une continuité structurale et lithologique avec les domaines 4 et 5. Dans le Domaine 6, la foliation est continue, légèrement ondulante et à très faible pendage en direction NE. Le plan moyen est de 310°/16°. Les linéations sont plus rares. Plusieurs d’entre-elles sont en direction NE et certaines sont NW. La foliation régionale est possiblement affectée par des plis couchés isoclinaux (Girard 1995; Vanier et al., 2017). D’après les traces de foliation, les plis sont plus évidents dans le Domaine 7. Ils demeurent toutefois difficiles à caractériser étant donné le manque de mesures structurales et les grandes étendues sans affleurement. Les pôles de foliation sont distribués de manière ambiguë le long d’un grand cercle dont le pôle à 129°/03° se trouve à proximité des charnières de plis mesurées. Néanmoins, les mesures de foliations sont concentrées dans le quadrant SW. Cette dispersion est interprétée comme reflétant des plis asymétriques dont les flancs longs ont une direction de pendage NE. D’après les trois mesures de plans axiaux, ces plis seraient également modérément déversés vers le SW. Dans les secteurs NW et SE du Domaine 7, la trace de la foliation est affectée par des interférences de plis en croissant. Le plissement polyphasé affecte la faille de chevauchement du Lac Turcotte qui marque la limite avec le Domaine lithotectonique de Baleine.

La géologie structurale de l’extrémité méridionale du Domaine de Rachel-Laporte a été étudiée par Girard (1995), où il a identifié des plis mésoscopiques couchés ou déversés vers le SW. Les schistosités de crénulation sont également courantes dans cette région, de même que les patrons d’interférence de plis en croissant (type 2). Girard (1995) décrit aussi la Zone de cisaillement du Lac Deborah. Les fabriques s’y distinguent par une plus forte intensité et un pendage subvertical. Les linéations y sont mieux marquées et plongent légèrement vers le SE. Dans l’ensemble, les indicateurs cinématique indiquent un déplacement dextre. 

Le grain structural régional NNW-SSE a été acquis lors de l’Orogénèse du Nouveau-Québec. Les roches supracrustales du Domaine lithotectonique de Rchel-Laporte et de la Fosse du Labrador ont alors developpé un style structural de ceinture de plis et de chevauchement (Clark et Wares, 2004). Dans le Domaine de Rachel-Laporte, la déformation s’exprime par des zones de séquence homoclinale (domaines 1, 3, 4 et 6), où la direction du pendage de la foliation régionale est ENE. Ces domaines se trouvent du côté ouest du Domaine de Rachel-Laporte. Au sein de ces séquences homoclinales, les endroits les plus déformés, soit les domaines 1 et 3, montrent une foliation plus près de la verticale. La portion est du Domaine de Rachel-Laporte (domaines 5 et 7) a été affectée par des plis asymétriques plongeant à moins de 20° vers le SSE et dont les flancs longs ont un pendage vers l’ENE. Des écailles tectoniques composées de roches archéennes et mises en place au Paléoprotérozoïque sont retrouvées de manière éparse et les plus importantes se trouvent dans le secteur nord (Domaine 2). Une partie du Domaine 2 est également affectés par du plissement polyphasé ayant produit un patron en croissant visible sur les traces de foliations. L’ensemble des fabriques décrites précédemment sont cohérentes avec un régime compressif d’axe approximativement NE-SW à NW-SE. Les structures les plus anciennes sont certaines failles inverses (failles du Lac Hérodier et du Lac Turcotte) et des plis déversés vers l’ouest observés dans les domaines structuraux 2 et 7. Par la suite et toujours en compression, des plis droits dont l’axe plonge à moins de 20° vers le SSE ont affecté presque tout le Domaine de Rachel-Laporte. Cette seconde phase de plissement semble synchrone avec le développement de la linéation d’étirement qui en général plonge elle aussi à moins de 20° vers le SSE. Ces caractéristiques structurales sont semblables à celles de la Fosse du Labrador (Clark et Wares, 2004), supportant ainsi une continuité structurale entre ces deux domaines lithotectoniques.

La collision entre le Craton du Supérieur et l’arrière-pays à l’est (Domaine de Baleine) est souvent décrite comme ayant une composante oblique dextre importante qui se reflète dans des structures plus tardives à décrochement dextre ou bien dans un partitionnement de la déformation entre les failles inverses et des cisaillements en décrochement dextre (Moorhead et Hynes 1990; Goulet 1995; Girard, 1995; Hoffman, 1990; Konstantinovskaya, 2019). Les structures accommodant ces mouvements dextres dans le Domaine de Rachel-Laporte sont la Faille du Lac Rachel et la Zone de cisaillement du Lac Deborah. L’évolution de l’obliquité de l’Orogénèse du Nouveau-Québec pourrait avoir engendré la formation des structures décrochantes dextre. Des changements de la direction de transport ou des contraintes principales reflétant une modification de l’obliquité de la collision ont déjà été proposés (Moorhead et Hynes, 1990; Tremblay-Hébert et Lee, 2018; Konstantinovskaya, 2019).

Tectonique régionale

Le Domaine de Rachel-Laporte occupe la position centrale de l’Orogène du Nouveau-Québec, les unités stratigraphiques qui s’y trouvent se subdivisent en deux principaux ensembles, soit les écailles tectoniques composées majoritairement de socle archéen et les roches supracrustales de la Supersuite de Laporte, dont la Suite de Freneuse qui s’est déposée entre 1834 Ma (Henrique-Pinto et al., 2017) et 1805 Ma (Godet et al., 2020). Chacun de ces ensembles reflète un aspect de l’évolution tectonique du Domaine de Rachel-Laporte.

D’abord, l’étude comparative des populations de zircons détritiques de la Suite de Freneuse et du Supergroupe de Kaniapiscau par Henrique-Pinto et al. (2017), souligne un contraste majeur d‘environnement de sédimentation entre la Fosse du Labrador et le Domaine de Rachel-Laporte. Dans le premier cas, le décalage entre l’âge minimal de déposition et la cristallisation des zircons détritiques est de l’ordre de quelques centaines de millions d’années, ce qui correspond à un environnement géodynamique de marge passive ou bien de rift (Cawood et al., 2012). À l’opposé, ce décalage est de l’ordre de seulement 40 millions d’années dans le Domaine de Rachel-Laporte, suggérant un contexte tectonique en convergence. L’environnement sédimentaire y est interprété comme ayant évolué d’un bassin avant-arc continental, correspondant aux unités de sédiments plus matures, à un bassin d’avant pays en contexte de collision lors de l’Orogénèse du Nouveau-Québec (Henrique-Pinto et al., 2017, 2019). La tectonique convergente active durant cette orogénèse a ensuite engendrée le développement d’importantes failles de chevauchement par lesquelles se sont mises en place des écailles tectoniques composées principalement d’unités archéennes au-dessus des roches métasédimentaires paléoprotérozoïques. La présence de ces écailles tectoniques témoigne d’une tectonique à couche épaisse qui aurait également pu causer l’intercalation locale de roches appartenant originellement à la Fosse du Labrador, mais que la tectonique aurait imbriquée dans le Domaine de Rachel-Laporte. Plusieurs lithologies étant similaires de part et d’autre, l’outil le plus efficace pour vérifier cette hypothèse serait l’utilisation plus systématique de la géochronologie, surtout ciblée au sein des roches mafiques de la Suite de Klein, pour lesquelles il n’existe pas suffisamment de données permettant de les situer stratigraphiquement avec confiance.

L’enfouissement du Domaine de Rachel-Laporte sous celui de Baleine durant l’Orogénèse du Nouveau-Québec a causé un métamorphisme régional au faciès des amphibolites. Le Domaine de Baleine est interprété avoir été chevauché vers l’ouest par le biais de la Faille du lac Turcotte. Ainsi, l’enfouissement du Domaine de Rachel-Laporte est synchrone avec l’exhumation du Domaine de Baleine et la Faille du Lac Turcotte représente une discontinuité tectonométamorphique (Godet et al., 2020).

Les environnements géodynamiques, tel un bassin d’avant-arc continental et un bassin d’avant-pays en combinaison avec le décalage entre le métamorphisme dans la zone interne de l’orogène (Domaine de Baleine) et le recyclage dans le bassin d’avant-pays (Domaine de Rachel-Laporte) supporte un style orogénique accrétionnaire similaire à ce qui est reconnu au Phanérézoïque (Godet et al., 2020). Ainsi les travaux récents supportent les interprétations originales selon lesquelles l’Orogénèse du Nouveau-Québec représente un exemple de tectonique de style phanérozoïque dès le Paléoprotérozoïque (Hoffman, 1988; Wardle et al., 2002).
 

Géologie économique

Le Domaine lithotectonique de Rachel-Laporte est un secteur favorable à plusieurs types de minéralisations :

• minéralisations de type sulfures massifs volcanogènes associées à la Supersuite de Laporte;
• minéralisations polymétalliques dans les argilites graphiteuses de la Suite de Freneuse;
• minéralisations de Cr-Ni dans les intrusions ultramafiques de la Suite de Klein;
• minéralisations de métaux rares associées à la Suite de Préville.

Le tableau des zones minéralisées ci-dessous présente les résultats d’analyses pour les 9 zones minéralisées connues dans le secteur.

Connues

Nom	Teneurs
Filon cuprifère
Lac Sinaujarjuaq	8020 ppm Cu (G)
Minéralisation de chromite dans des roches mafiques et ultramafiques
Buteux	46 238,151 ppm Cr (G); 1632,9 ppm Ni (G)
Minéralisation de sulfures exhalatifs
Ballantyne Nord	308 700 ppm Fe (G); 3471,3 ppm Cu (G)
Ballantyne Sud	362 000 ppm Fe (G)
Passe Algérine	352 000 ppm Fe (G); 365 ppm Cu (G)
Rivière Savalette	10 000 ppm Cu (G); 1000 ppm Ni (G); 1300 ppm Zn (G)
Minéralisation polymétallique dans des shales noirs
Rivière Freydière	1730 ppm V (G); 792 ppm Cu (G); 28,9 % C tot (G)
Marcel	7,7 % Cg (G); 379 ppm Zn (G); 767 ppm V (G); 60 ppm As (G); 24 ppb Au (G); 31 ppm U (G)
Minéralisation de type indéterminé
Lac Olmstead	7 ppm Ag (G); 824 ppm Cu (G)

(G) Échantillon choisi

Le tableau des analyses lithogéochimiques des métaux d’intérêt économique donne la localisation, la description et les résultats d’analyse pour 204 échantillons choisis dans le but d’évaluer le potentiel économique de la région.

MINÉRALISATIONS DE TYPE SULFURES MASSIFS VOLCANOGÈNES ASSOCIÉES LA SUPERSUITE DE LAPORTE

L’alternance régulière des roches métasédimentaires de la Suite de Freneuse avec les amphibolites de la Suite de Klein font de la Supersuite de Laporte un environnement propice à la mise en place de sulfures massifs volcanogènes (SMV). Des sulfures disséminés et des niveaux rouillés sont couramment observées au sein de ces unités. Plusieurs lentilles de sulfures massifs à semi-massifs associées à des altérations hydrothermales (silice, chlorite et carbonate) ont aussi été observées au sein des amphibolites et des roches métasédimentaires. Bien que relativement peu de teneurs indicielles aient été obtenues au cours des différentes campagnes de cartographie du ministère, de nombreuses zones rouillées n’ont pu être analysées et de plus amples travaux sont nécessaires afin de bien évaluer le potentiel économique du Domaine de Rachel-Laporte pour ce type de minéralisation.

Les minéralisations observées dans le Rachel-Laporte partagent de nombreuses similitudes avec les gisements de type Besshi: 1) les roches qui encaissent les sulfures massifs sont dominées par des roches sédimentaires de type métawacke et métapélite; 2) les roches ignées felsiques sont rares ou absentes; 3) la proportion de roches mafiques est généralement mineure par rapport aux roches métasédimentaires; 4) les sulfures massifs sont dominés par la pyrrhotite ou la pyrite avec des proportions variables de chalcopyrite et plus faibles de sphalérite (Peter et Scott, 1999). La présence de matériel graphitique ou carbonaté est aussi courant dans les gisements de type Besshi, aussi nommé sulfures massifs volcanogènes de type pélitique-mafique (Franklin et al., 2005). Les contextes de mise en place de ces gisements sont variés et comprennent les bassins d’avant-arc (Peter et Scott, 1999). Le premier cycle de la Supersuite de Laporte est interprété par Henrique-Pinto et al. (2017, 2019) comme étant représenté par la mise en place de conglomérat et d’arkose dans un contexte de bassin avant-arc continental.

Deux secteurs de superficie importante semblent particulièrement prometteurs: la zone favorable d’Olmstead (125 km x 2 à 6 km), dans la partie nord du Rachel-Laporte, et la zone favorable de Wheeler (35 km x 2 à 7 km), plus au sud. Le patron magnétique de ces secteurs comprend de nombreux linéaments très forts suivi sur plusieurs kilomètres et associés à la présence de niveaux hectométriques à kilométriques d’amphibolite. Ces zones favorables sont respectivement limitées à l’est par les failles du Lac Olmstead et du Lac Turcotte. Des anomalies ponctuelles de sédiments de lac en Zn, Y, La et U sont aussi fréquentes dans ces secteurs (Lamothe, 2010).

La zone de Olmstead comprend trois zones minéralisées indicielles en Fe ou Ag (Ballantyne Nord, Ballantyne Sud et Lac Olmstead) et de nombreuses teneurs anomales et significatives en Cu (<4020 ppm) et en Zn (<2100 ppm). Des niveaux rouillés métriques à hectométriques de formation de fer rubanée, d’argilite noire à graphite et de sulfures semi-massifs à massifs ont été décrits sur près d’une trentaine d’affleurements. Ce type d’association entre les formations de fer, les argilites et les sulfures massifs rappelle les gîtes de type 3a et 2 décrits par Clark et Wares (2004) dans la Fosse du Labrador. Les sulfures massifs sont bréchique et composés d’une matrice fine constituée de pyrrhotite (<70%), de pyrite (5 à 10%) et de graphite (10%) avec des fragments felsiques de roches encaissantes. Des veines centimétiques à métriques de quartz ± carbonate et des veinules millimétriques de calcite-hématite coupent les roches encaissantes et les sulfures massifs à plusieurs endroits. Ces injections pourraient représenter une zone de stockwork déformée, qui ne se présente ainsi plus sous forme de cheminée, typique des SMV. Les niveaux de formation de fer sont à chert, magnétite, amphibole, sulfures ± hématite ± grenat. Les sulfures sont également finement disséminés dans les niveaux d’argilite graphitique et dans les roches encaissantes (amphibolite et roches métasédimentaires). Ceux-ci comprennent la pyrite (<10%), la pyrrhotite (<10%), la chalcopyrite (<5%), la chalcocite (<%), la bornite (<1%) et l’arsénopyrite (<10%). 

La zone de Wheeler regroupe cinq affleurements comportant des niveaux rouillés métriques à hectométriques renfermant des sulfures disséminés à semi-massifs. Le contexte est similaire à celui de la zone de Olmstead, toutefois, des veinules de quartz renfermant jusqu’à 15% de pyrrhotite sont aussi présentes localement. Plusieurs teneurs anomales en Zn (<3830 ppm) et en Cu (<1080 ppm) ont été obtenus au sein d’échantillons choisis.

La zone favorable de Consigny (4 km x 500 m) représente aussi un contexte similaire, où de nombreux niveaux rouillés de formation de fer, d’ardoise à graphite et de sulfures semi-massifs ont été observées au contact entre des amphibolites et des paraschistes. Les sulfures (5 à 20%) sont le plus souvent disséminés avec des niveaux métriques de sulfures semi-massifs (45 %). Ces derniers sont bréchiques et consistent principalement en pyrrhotite avec des traces de sphalérite et de chalcopyrite. Les roches encaissantes contiennent localement des veinules démembrées de quartz qui renferment des sulfures disséminés ou en amas dans les épontes. Des anomalies de sédiments de lac en Zn, Ni, La et Y y sont spatialement associées.

Plusieurs autres zones rouillées similaires, mais de dimensions plus restreintes, ont été observées à différents endroits dans la Supersuite de Laporte. Entre autres, dans le secteur de des affleurements 15-LP-2098 et 15-LP-2100 (situés à 650 m l’un de l’autre le long), un horizon de sulfures massifs démembré est associé à un linéament fortement magnétique de 10 km de long. La roche se compose de pyrrhotite finement grenue associée à 2 à 15 % de cristaux de pyrite subautomorphes (1 à 15 mm). Elle contient aussi entre 15 et 35 % de fragments subarrondis à subanguleux de chert, de quartz et de roches quartzofeldspathiques oxydées. Cette brèche, constituée de clastes compétents au sein d’une matrice moins compétente, rappelle une structure de Durchbewegung. Ce type de structure, couramment interprété comme se formant en contexte tectonique (Marshall et Gilligan, 1989), a entre autres été observé. Dans la région du lac Deborah, un échantillon choisi (1988011512) prélevé dans un paraschiste rouillé (10 m x 150 m) a donné des teneurs anomales en Cu (3270 ppm) et en Ni (2320 ppm). Les sulfures sont disséminés et consistent en pyrite (<15 %) avec des traces de chalcopyrite. Le schiste est localisé en bordure d’une zone de cisaillement et injectés de veines de quartz décimétriques. À la zone minéralisée Rivière Savalette, un niveau de 3 m de sulfures semi-massifs (pyrrhotite et chalcopyrite) bréchique à éléments d’ardoise graphitique qui affleure sporadiquement sur près de 600 m de longueur a donné 1 % Cu, 0,1 % Ni et 0,13 % Zn. 

MINÉRALISATIONS POLYMÉTALLIQUES DANS LES ARGILITES GRAPHITEUSES DE LA SUITE DE FRENEUSE

Les shales noirs, en raison de leur concentration élevée en matière organique constituant un milieu très réducteur, représentent un environnement propice à la concentration de divers métaux. Les éléments ainsi piégés comprennent, entre autres, les métaux usuels (Cu, Pb, Zn, Ni, Co), les métaux précieux (Au, Ag, EGP), les éléments rares (Li, Be, Ta, Mo, Tl, V, Sn, U et terres rares), le graphite et les phosphates (Gouin, 2008). Le Domaine de Rachel-Laporte comprend des séquence de métamudstone, les plus épaisses étant localisées au contact avec les unités de la Fosse du Labrador. La zone favorable de Le Moyne, dominée par ce type de roches, fait 1 à 3 km de largeur sur une centaine de kilomètres de longueur le long du contact entre la Fosse du Labrador et le Rachel-Laporte, représenté dans ce secteur par la Faille du Lac Hérodier. Cette unité a été très peu visitée lors des travaux de cartographie régionale et mériterait une attention particulière puisque plusieurs anomalies de sédiments de lacs y sont associées (Lamothe, 2010).

Dans sa partie sud, la zone de Le Moyne correspond aussi à une cible spectrométrique linéaire (D’Amours et Simard, 2012) et comprend la zone minéralisée en graphite Marcel. Ce site est caractérisé par une roche rouillée à grenat (<1 %) très finement grenue (Charette et al., 2016). La minéralisation est constituée de graphite formant localement de fines paillettes (<0,5 mm) alignées selon la schistosité. Des traces de sulfures sont aussi observées. Les échantillons 2015062753 et 2015062754 ont donné des teneurs supérieures à 7 % de carbone graphitique en plus de teneurs anomales en vanadium (<767 ppm) et significatives en Cu, Mo, Y, Zn, Ag et U. 

Dans le secteur sud du Domaine de Rachel-Laporte, la zone minéralisée de la Rivière Freydière une brèche à fragments de graphite encaissée dans des phyllades graphiteux est aussi enrichie en différents métaux, tels le vanadium (<1730 ppm), le cuivre (<792 ppm), le zinc (<1090 ppm), le molybdène (<135 ppm) et l’or (<112 ppb). La zone de brèche est visible sur 200m de longueur et 10m d’épaisseur puis affleure sporadiquement sur 800 m supplémentaires (Girard, 1995). Les fragments sont centimétriques à décimétriques, anguleux et représentent plus de 80 % de la roche. Ils se composent de graphite pulvérulent (jusqu’à 28,9 % Cg) dans une pâte quartzeuse microgrenue. De fines disséminations de pyrrhotite à inclusions de sphalérite et de chalcopyrite sont localement présentes. La matrice de la brèche est constituée de quartz hydrothermal (80 %) et de sulfures (20 %), principalement de la pyrite et de la pyrrhotite (Girard, 1995). La pyrite se présente aussi en réseau de veinules envahissant les fragments ou la roche encaissante.

MINÉRALISATIONS DE MÉTAUX RARES DANS LA SUITE DE PRÉVILLE

L’enrichissement en éléments peu mobiles (Nb, Ta, P, Y, Zr et ETR légers) ainsi qu’en Ba et Sr de plusieurs échantillons prélevés au sein de la Suite de Préville ont mené Charette et al. (2016) à se questionner sur l’origine des roches de la Suite de Préville et à la considérer comme une unité favorable à la présence de minéralisations de métaux rares. La Suite de Préville, qui se compose de roches calcosilicatées et de gneiss carbonatés, se trouvent dans le prolongement structural du Complexe de Le Moyne (65 km au NNW), lequel renferme neuf zones minéralisées en niobium, tantale, zirconium et terres rares, dont le gîte Ashram. Les roches du Préville pourrait ainsi correspondre à des unités de métavolcanoclastites carbonatées en lien avec les roches du Complexe de Le Moyne, qui comprend des intrusions de carbonatites et des volcanoclastites mafique, ultramafique et carbonatitique (Birkett et Clark, 1991).

Toutefois, le Préville pourrait aussi représenter une vaste zone d’altération métamorphisée encaissée dans les roches mafiques de la Suite de Klein et les roches métasédimentaires de la Suite de Freneuse. En ce sens, des niveaux métriques de sulfures massifs fragmentaires ont aussi été observés localement au sein de la Suite de Préville entre autres aux affleurements 15-MP-1085, 15-MO-7068 et 15-JC-5067. La matrice de ces brèches est constituée de pyrrhotite fine avec un peu de pyrite millimétrique (<2 %) et les fragments (5 à 15 %), millimétriques à centimétriques, consistent en roches quartzofeldspathiques et en quartz. Des veinules de pyrrhotite et pyrite coupent localement les roches mafiques à proximité des niveaux de sulfures massifs. Plusieurs échantillons présentent des teneurs anomales en cuivre (<700 ppm). Quoi qu’il en soit, plus de travaux seraient nécessaires afin de bien évaluer le potentiel de cette unité.

MINÉRALISATIONS CHROMIFÈRES DANS LES INTRUSIONS ULTRAMAFIQUES DE LA SUITE DE KLEIN

Les péridotites de la Suite de Klein renferment 3 à 7 % de minéraux opaques sous forme disséminée ou en nodules. Ces minéraux opaques consistent en chromite, qui forme des cristaux cubiques de 2 à 3 mm, ainsi qu’en magnétite et en pyrrhotite, qui sont très finement grenues. Les teneurs atteignent localement 6,76 % Cr₂O₃ à la zone minéralisée Buteux, qui correspond à un linéament magnétique de près de 3km de longueur sur 500m de largeur. La roche minéralisée en chromite est une péridotite à reliques de cumulus d’olivine en contact graduel avec une pyroxénite puis avec un gabbro.

D’autre secteurs d’intérêt sont représentés par les zones favorables de Turgis et de Boullé.  La première comprend deux intrusions différenciées de gabbro et de péridotite associées à des linéaments magnétiques respectivement de 3 et 10 km de longueur. La seconde est constituée de deux intrusions de péridotite à cumulus d’olivine et correspondant à des linéaments magnétiques de quelques kilomètres de longueur. Plusieurs teneurs anomales en Cr (<0,94 % Cr₂O₃) ont été obtenues au sein de différents échantillons prélevés sur des affleurements de ces secteurs. Une teneur de 0,76 % Cr₂O₃ a aussi été obtenue dans un échantillon de péridotite provenant de l’affleurement 15-RP-2133, qui correspond à un linéament magnétique d’environ 1km de longueur, dans le secteur du lac Rachel. Les teneurs anomales en nickel (<1940 ppm) obtenues au sein de ces échantillons ne sont toutefois pas significatives et semblent associées aux silicates, tels que le pyroxène, l’olivine et la serpentine.

Collaborateurs

Auteurs	Isabelle Lafrance, géo., M.Sc. isabelle.lafrance@mern.gouv.qc.ca Marc-Antoine Vanier, ing. jr., M.Sc. marc-antoine.vanier@mern.gouv.qc.ca
Géomatique	Julie Sauvageau
Lecture critique	Carl Bilodeau, géo., M.Sc.
Révision linguistique	Simon Auclair, géo., M.Sc.
Version anglaise	Céline Dupuis, géo. Ph.D.
Organisme	Direction générale de Géologie Québec, Ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles, 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 l’ensemble des géologues, des étudiants et du personnel de soutien qui ont participé aux travaux de cartographie du Ministère au cours des étés 2009, 2011, 2012, 2015 et 2016. Les auteurs souhaitent aussi remercier Antoine Godet et James Moorhead pour les échanges et commentaires pertinents qui ont contribués à approfondir la compréhension de la géologie du secteur et à clarifier la présentation de ces idées.

Références

Publications accessibles dans Sigéom Examine
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