Lithogéochimie des unités géologiques de la région du lac de la Marée
Les tableaux ci-dessous résument les caractéristiques lithogéochimiques des unités géologiques de la région du lac de la Marée. Ces unités sont décrites dans le Bulletin géologiQUE couvrant ce territoire et dans le Lexique stratigraphique du Québec. Les 127 analyses utilisées ici proviennent d’échantillons collectés lors de la campagne de cartographie du Ministère à l’été 2022. Elles ont été sélectionnées en fonction de certains critères, notamment une somme des oxydes majeurs comprise entre 98,5 % et 101,5 % et une perte au feu (LOI) de <3 %. Ces analyses ont été réalisées par le laboratoire Actlabs d’Ancaster, en Ontario.
Les analyses ont été soumises à un processus d’assurance et de contrôle de la qualité interne et en laboratoire. Ainsi, pour s’assurer de la justesse et de la précision des valeurs fournies par le laboratoire, la Direction de l’acquisition des connaissances géoscientifiques (DACG) insère régulièrement des blancs, des standards et des duplicatas. Les matériaux de référence représentent ~10 % des analyses.
La majorité des échantillons de la base de données ont été analysés pour les oxydes majeurs, les éléments en traces et les métaux. Les analyses ont été effectuées par différentes techniques en fonction des éléments, telles que la spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS), la spectrométrie d’émission optique à plasma à couplage inductif (ICP-AES) et l’activation neutronique (INAA). Pour plus de renseignements sur les techniques d’analyse et de dissolution utilisées, se référer à l’information disponible pour chaque échantillon dans le SIGÉOM à la carte.
La norme CIPW a été calculée à l’aide du logiciel Lithomodeleur version 3.60 (Trépanier, 2011). Ces valeurs ont servi à la réalisation des diagrammes de classification normatifs pour les roches mafiques et ultramafiques (Streckeisen, 1976). Lithomodeleur a été utilisé pour réaliser les diagrammes géochimiques mentionnés dans les tableaux ci-dessous.
Pour les unités géologiques comprenant plus de 10 analyses, les profils des éléments de terres rares et multiélément sont regroupés pour constituer des enveloppes comprenant les 25e et 75e percentiles de la population. Cette procédure a été retenue pour simplifier la visualisation d’un grand nombre de profils. Les enveloppes ainsi présentées sont donc données à titre indicatif.
Les éléments de terres rares sont normalisés d’après les valeurs de Palme et O’Neill (2004). Les teneurs anomales, distinctives ou jugées importantes sont inscrites en caractère gras dans les tableaux.
Roches supracrustales
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Unité stratigraphique ou lithologique |
Classification |
Affinité |
Environnement tectonique |
Nbre Mg |
Terres rares |
Diagramme multiélément |
Remarques |
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Roches volcaniques et lithologies associées |
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Groupe du Lac des Montagnes (nAmo1) |
Basalte subalcalin |
Tholéiitique; tholéiite magnésienne à ferrifère |
Basalte de type N-MORB peu évolué et tholéiite d’arc insulaire |
35,65 à 68,05 |
0,78 < (La/Yb)N < 1,52 0,78 < (La/Sm)N < 1,24 0,87 < (Gd/Yb)N < 1,25 0,89 < Eu/Eu* < 1,23 |
Absence d’anomalies négatives en Ta; Anomalies négatives en Nb faibles ou absentes; Faibles anomalies négatives en P; Absence d’anomalies négatives en Ti.
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Les basaltes du Groupe du Lac des Montagnes présentent des profils de terres rares plats. Une partie des échantillons montrent des profils légèrement appauvris en terres rares légères, une caractéristique typique des N-MORBs. |
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Groupe du Lac des Montagnes (nAmo3) |
Rhyodacite et dacite |
Calco-alcalin |
Arc volcanique |
49,12 à 56,900 |
15,86 < (La/Yb)N < 27,86 4,34 < (La/Sm)N < 6,12 1,79 < (Gd/Yb)N < 2,51 0,79 < Eu/Eu* < 1,39 |
Fortes anomalies négatives en Nb, Ta, P et Ti |
Les volcanoclastites felsiques du Groupe du Lac des Montagnes (nAmo3) se distinguent des autres roches volcaniques de cette unité par un fort enrichissement en TR légères, un appauvrissement prononcé en TR lourdes, ainsi que des anomalies négatives en Nb-Ta, P, et Ti. |
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Roches sédimentaires |
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Formation de Voirdye (nAvrd2) |
Paragneiss à biotite ± grenat dérivé de wacke ± arénite
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Ne s’applique pas |
Roches sédimentaires dérivées de l’érosion de roches volcaniques d’arc continental et de la croûte continentale dominée par les roches de la suite TTG (tonalite-trondhjémite-granodiorite), non recyclées et peu altérées.
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46,05 à 51,56 |
15,13 < (La/Yb)N < 22,01 3,80 < (La/Sm)N < 5,26 1,86 < (Gd/Yb)N < 2,75 0,81 < Eu/Eu* < 1,06
Spectres des terres rares enrichis en terres rares légères. Les anomalies en Eu sont généralement absentes. |
Fortes anomalies négatives en Nb, Ta, P et Ti; Faibles anomalies négatives en Sm
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Les unités nAvrd2 et nAvrd2a présentent des concentrations de terres rares légères comparables, tandis que l’unité nAvrd2 est généralement plus appauvrie en terres rares lourdes que l’unité nAvrd2a. Cette différence est également observée dans les profils mulitiéléments de certains échantillons qui présentent des anomalies négatives plus ou moins grandes en P et en Ti. |
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Formation de Voirdye (nAvrd2a) |
Paragneiss à biotite-grenat-cordiérite ± sillimanite dérivé de wacke ± arénite | Ne s’applique pas |
Roches sédimentaires dérivées de l’érosion de roches volcaniques d’arc continental et de la croûte continentale dominée par les roches de la suite TTG (tonalite-trondhjémite-granodiorite), non recyclées, fortement altérées comme l’atteste la tendance vers les pôles de l’illite et de la muscovite. |
36,88 à 65,82 |
4,68 < (La/Yb)N < 23,10 3,04 < (La/Sm)N < 5,71 1,04 < (Gd/Yb)N < 2,20 0,24 < Eu/Eu* < 1,23
Spectres enrichis en terres rares légères. Les anomalies en Eu sont généralement négatives. |
Fortes anomalies négatives en Nb, Ta, P et Ti; Faibles anomalies négatives en Sm |
Les unités nAvrd2 et nAvrd2a présentent des concentrations de terres rares légères comparables, tandis que l’unité nAvrd2 est généralement plus appauvrie en terres rares lourdes que l’unité nAvrd2a. Cette différence est également observée dans les profils mulitiéléments de certains échantillons qui présentent des anomalies négatives plus ou moins grandes en P et en Ti. |
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Formation de Voirdye (nAvrd2b)
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Paragneiss dérivé d’arkose et de subarkose | Ne s’applique pas |
L’ensemble est altéré, fortement recyclé, mis en place dans des environnements de marge continentale passive à active.
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11,39 à 63,54 |
6,54 < (La/Yb)N < 52,53 3,07 < (La/Sm)N < 10,14 0,73 < (Gd/Yb)N < 5,79 0,34 < Eu/Eu* < 1,48
Spectres enrichis en terres rares légères. Les anomalies en Eu sont très variables, de faiblement positives à faiblement négatives. |
Fortes anomalies négatives en Nb, Ta, P et Ti; Faibles anomalies négatives en Sm. |
L’unité nAvrd2b présente un champ des spectres de terres rares qui englobe ceux des unités nAvrd2 et nAvrd2a. Cependant, une partie des échantillons se distingue par des concentrations en terres rares plus faibles, ainsi que par des anomalies négatives plus prononcées, en Nb-Ta, en P et en Ti. |
Roches intrusives
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Unité stratigraphique ou lithologique |
Classification |
Affinité |
Environnement tectonique |
Nbre Mg |
Terres rares |
Diagramme multiélément |
Remarques |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
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Roches intrusives felsiques à intermédiaires |
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Complexe de Théodat (Athe1) |
Gneiss tonalitique |
Granitoïdes de type I, hyperalumineux à métalumineux, essentiellement calcique (série tholéiitique à calco-alcaline), pauvres à moyennement enrichis en potassium |
Granite d’arc volcanique |
19,98 à 58,67 |
6,85 < (La/Yb)N < 64,56 2,88 < (La/Sm)N < 7,88 1,14 < (Gd/Yb)N < 4,41 0,60 < Eu/Eu* < 2,94; Spectres enrichis en terres rares légères; la majorité des échantillons sont caractérisés par l’absence d’anomalies en Eu; un groupe d’échantillons généralement appauvris en terres rares affiche des anomalies positives en Eu. |
Fortes anomalies négatives en Nb, Ta, P et Ti;
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Les gneiss tonalitiques du Complexe de Théodat affichent une signature géochimique typique des TTG. |
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Complexe de Théodat (Athe2a) |
Tonalite foliée (TTG) |
Granitoïdes de type I, hyperalumineux, essentiellement calcique (série tholéiitique à calco-alcaline), pauvres à moyennement enrichis en potassium |
Granite d’arc volcanique |
17,15 à 41,19 |
18,65 < (La/Yb)N < 65,99 4,37 < (La/Sm)N < 8,28 2,34 < (Gd/Yb)N < 6,85 0,49 < Eu/Eu* < 1,30 |
Fortes anomalies négatives en Nb, Ta, P et Ti;
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Les tonalites foliées du Complexe de Théodat affichent une signature géochimique typique des TTG comparable à celle des gneiss tonalitiques du Théodat (Athe1). |
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Complexe de Théodat (Athe4) |
Granite; granitoïdes à deux micas |
Granitoïdes de type I, hyperalumineux, calciques à calco-alcalins, de la série calco-alcaline riche en potassium |
Granite d’arc volcanique et granite syncollisionnel (diagramme) |
12,59 à 31,49 |
8,39 < (La/Yb)N < 154,55 4,06 < (La/Sm)N < 9,50 1,47 < (Gd/Yb)N < 5,34 0,33 < Eu/Eu* < 3,96; Anomalies généralement négatives en Eu; deux échantillons montrent des anomalies positives en Eu. |
Fortes anomalies négatives en Nb, Ta, P et Ti |
Les profils des éléments de terres rares et du diagramme multiélément des granites (Athe4) et des pegmatites granitiques (nAsny) montrent d’importantes différences du point de vue des terres rares lourdes et de l’ampleur des anomalies en Ti. |
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Suite de Senay (nAsny) |
Granite et granodiorite; granitoïdes à deux micas |
Granitoïdes de types I et S, hyperalumineux, calciques à calco-alcalins, de la série calco-alcaline riche en potassium |
Granite d’arc volcanique et granite syncollisionnel |
8,13 à 49,03 |
0,93 < (La/Yb)N < 92,49 1,10 < (La/Sm)N < 9,10 0,25 < (Gd/Yb)N < 7,1 0,02 < Eu/Eu* < 5,36; Anomalies généralement négatives, localement positives en Eu |
Fortes anomalies négatives en Nb, Ta, P et Ti |
Les pegmatites de la Suite de Senay sont de composition granitique à granodioritique. Ces roches affichent d’importantes variations du contenu en terres rares. La cristallisation des minéraux accessoires (zircon, allanite, etc.) peut avoir un effet sur le comportement de ces éléments. En plus des anomalies prononcées généralement négatives en Eu, la majorité de ces roches montrent aussi un certain enrichissement en terres rares lourdes, ce qui les distingue des granites de l’unité Athe4. |
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Unité stratigraphique ou lithologique |
Classification |
Affinité |
Environnement tectonique |
Nbre Mg |
Terres rares |
Diagramme multiélément |
Remarques |
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Roches intrusives mafiques-ultramafiques et lithologies associées |
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Suite mafique-ultramafique de Nasacauso (nAnas1) |
Péridotite et pyroxénite |
Composition komatiitique |
Arc océanique et marge continentale active |
Péridotite 82,45 à 92,18 Pyroxénite 83,03 à 88,38
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Péridotite 0,84 < (La/Yb)N < 1,57 0,91 < (La/Sm)N < 1,45 0,89 < (Gd/Yb)N < 1,17 0,53 < Eu/Eu* < 1,01
Pyroxénite 0,73 < (La/Yb)N < 14,86 0,81 < (La/Sm)N < 3,17 0,95 < (Gd/Yb)N < 3,06 0,58 < Eu/Eu* < 1,34
Les profils des péridotites sont typiquement plats. Les profils d’une partie des pyroxénites sont enrichis en terres rares légères
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Les profils des péridotites sont typiquement plats. Ils sont aussi caractérisés par l’absence d’anomalies négatives en Ti, et par de faibles anomalies négatives en Nb, Ta et P. Les profils des pyroxénites sont nettement plus enrichis en terres rares légères par rapport aux péridotites. Elles se distinguent également par des anomalies plus prononcées en Nb, Ta et Ti.
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Ces caractéristiques géochimiques laissent supposer que les péridotites et les pyroxénites proviennent d’un manteau appauvri de type MORB et qu’elles se sont mises en place dans un environnement comparable à celui des arcs océaniques ou des marges continentales actives. L’enrichissement des pyroxénites en terres légères par rapport aux péridotites, alors qu’elles sont comparables du point de vue des autres éléments, laisse supposer qu’il s’agit d’un effet de différenciation magmatique et que ces roches sont cogénétiques. |
Références
Publications du gouvernement du Québec
BANDYAYERA, D., CARON-CÔTÉ, E., 2022. Géologie de la région du lac de la Marée, sous-provinces d’Opatica et de La Grande, Eeyou Istchee Baie-James, Québec, Canada. MRNF; BG 2023-03, 1 plan.
Autres publications
BHATIA, M.R., CROOK, A.A.W., 1986. Trace element characteristics of graywackes and tectonic setting discrimination of sedimentary basins. Contributions to Mineralogy and Petrology; volume 92, pages 181-193. doi.org/10.1007/BF00375292
DEBON, F., LE FORT, P., 1983. A chemical-mineralogical classification of common plutonic rocks and associations. Transactions of the Royal Society of Edinburgh, Earth Sciences; volume 73, pages 135-149. doi.org/10.1017/S0263593300010117.
FROST, B.R., BARNES, C.G., COLLINS, W.J., ARCULUS, R.J., ELLIS, D.J.,FROST, C.D., 2001. A geochemical classification for granitic rocks. Journal of Petrology; volume 12, number 11, pages 2033-2048. doi.org/10.1093/petrology/42.11.2033.
JENSEN, L.S., PYKE, D.R., 1982. Komatiites in the Ontario portion of the Abitibi belt. In Komatiites (Arndt, N.T., Nesbitt, E.G., editors). Allen and Unwin, London; pages 147-157.
LAURENT, O., MARTIN, H., MOYEN, J.-F., DOUCELANCE, R., 2014. The diversity and evolution of late-archean granitoïds: Evidence for the on set of “modern-style” plate tectonics between 3.0 and 2.5 Ga. Lithos; volume 205, pages 208-235. doi.org/10.1016/j.lithos.2014.06.012
MANIAR, P.D., PICCOLI, P.M., 1989 – Tectonic discrimination of granitoids. Geological Society of America Bulletin; volume 101, pages 635-643. doi.org/10.1130/0016-7606(1989)101<0635:TDOG>2.3.CO;2.
McDONOUGH, W.F., SUN, S.S., 1995. The composition of the Earth. Chemical Geology; volume 120, pages 223-253. doi.org/10.1016/0009-2541(94)00140-4.
McLENNAN, S.M., HEMMING, S.R., McDANIEL, D.K., HANSON G.N., 1993. Geochemical approaches to sedimentation, provenance, and tectonics. Geological Society of America; Special Paper volume 284, pages 21-40. doi.org/10.1130/SPE284-p21
NESBITT, H.W., 2003. Petrogenesis of siliciclastic sediments and sedimentary rocks. In Geochemistry of Sediments and Sedimentary Rocks: Evolutionary Consideration to Mineral Deposit-Forming Environnements (Lentz, D.R., editor), Geological Association of Canada; volume 4, pages 39-51.
PALME, H., O’NEILL, H.S.C., 2004. Cosmochemical estimates of mantle composition. In Treatise on Geochemistry. (Holland, H.D., Turrekian, K.K. editors), Elsevier, Amsterdam, The Netherlands; volume 2, pages 1-38. doi.org/10.1016/B978-0-08-095975-7.00201-1.
PEARCE, J.A., 1983. Role of the sub-continental lithosphere in magma genesis at active continental margins. In Continental basalts and mantle xenoliths (Hawkesworth, C.J., Norry, M.J., editors). Nantwich, Cheshire: Shiva Publications; pages 230-249.
PEARCE, J.A. 2008. Geochemical fingerprinting of oceanic basalts with applications to ophiolite classification and the search for Archean oceanic crust. Lithos; volume 100, pages 14-48. doi.org/10.1016/j.lithos.2007.06.016
PEARCE, J.A., HARRIS, B.W., TINDLE, A.G., 1984. Trace element discrimination diagram for tectonic interpretation of granitic rocks. Journal of Petrology; volume 25, pages 956-983. doi.org/10.1093/petrology/25.4.956.
PECCERILLO, A., TAYLOR, S.R., 1976. Geochemistry of Eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area, Northern Turkey. Contributions to Mineralogy and Petrology; volume 58, pages 63-81. doi.org/10.1007/BF00384745
ROSS, P.-S., BÉDARD, J.H., 2009. Magmatic affinity of modern and ancient subalkaline volcanic rocks determined from trace-element discriminant diagrams. Canadian Journal of Earth Science; volume 46, pages 823-839. doi.org/10.1139/E09-054.
STRECKEISEN, A., 1976. To each plutonic rock its proper name. Earth-Sciences Review; volume pages 1-33. doi.org/10.1016/0012-8252(76)90052-0
WINCHESTER, J.A., FLOYD, P.A., 1977. Geochemical discrimination of different magma series and their differentiation products using immobile elements. Chemical Geology; volume 20, pages 325-343. doi.org/10.1016/0009-2541(77)90057-2.
WOOD, D.A., 1980. The application of a Th–Hf–Ta diagram to problems of tectonomagmatic classification and to establishing the nature of crustal contamination of basaltic lavas of the British Tertiary volcanic province. Earth and Planetary Science Letters; volume 50, pages 11-30. doi.org/10.1016/0012-821X(80)90116-8.