Le Complexe de Barrois a été introduit par Morfin et al. (2015) lors d’un levé géologique de la région de Chambord–Roberval–Notre-Dame-de-la-Doré (feuillets 32A08, 32A09 et 32A10). Ces mêmes auteurs l’ont aussi identifié dans les feuillets 32A06 et 32A11 lors d’une reconnaissance géologique. Moukhsil et Daoudene (2019) et Moukhsil et El Bourki (2020) ont reconnu le complexe dans les régions du lac des Commissaires (feuillets 32A01, 32A02, 32A07 et 32A08) et de Normandin (feuillets 32A15 et 32A16), respectivement.

Complexe de Barrois 1 (mPboi1) : Orthogneiss granodioritique à tonalitique; gneiss granitique

L’unité mPboi1 est principalement constituée d’orthogneiss. Ce dernier est très hétérogène et spatialement associé à des niveaux de paragneiss (mPboi4). Généralement, cet orthogneiss est gris blanchâtre, à grain fin à moyen, et plus ou moins rubanés. Sa composition minéralogique est très variable, quoique couramment granodioritique à tonalitique, localement monzogranitique. Les minéraux ferromagnésiens (biotite et hornblende brune) peuvent constituer de 15 à 25 % de la roche.

Le gneiss granitique est grisâtre à rosâtre et à grain moyen. Il renferme du feldspath potassique, du plagioclase, de l’amphibole et de la biotite. L’orthopyroxène est généralement remplacé par l’amphibole ou la biotite en bordure de grain, conférant à la roche une structure coronitique. La gneissosité est principalement marquée par l’allongement d’amas discontinus de minéraux ferromagnésiens qui délimitent les rubans quartzofeldspathiques, dont les grains montrent un léger aplatissement préférentiel perpendiculaire à la foliation.

Complexe de Barrois 2 (mPboi2) : Orthogneiss à orthopyroxène, charnockite, enderbite

L’unité mPboi2 a uniquement été observée dans le feuillet 32A10, principalement dans sa partie ouest (Morfin et al., 2015). Elle est formée de roche gneissique à orthopyroxène (charnockite, enderbite), de granulométrie moyenne et à structure granoblastique. L’orthopyroxène est observé sur le terrain et en lame mince. De taille millimétrique, il est contenu dans une matrice quartzofeldspathique foliée à grain fin.

Complexe de Barrois 3 (mPboi3) : Orthogneiss à boudins d’amphibolite et migmatite

L’unité mPboi3 est constituée d’orthogneiss similaire à celui de l’unité mPboi1 mais contenant des niveaux décimétriques d’amphibolite gneissique à grain moyen, plus ou moins boudinés et migmatitisés. Les niveaux d’amphibolite vert foncé à noire sont composés de plagioclase, de hornblende et localement de clinopyroxène. Ces niveaux sont communément magnétiques, généralement homogènes et à grain fin. Le pyroxène est en proportions mineures (<1 %). L’amphibolite contient localement des amas leucocrates à grain moyen interprétés comme des leucosomes lorsqu’ils sont associés à des amas ferromagnésiens. Les niveaux migmatitiques, généralement stromatiques, sont blanchâtres, à grain grossier et dérivés de roche granodioritique à granitique.

Complexe de Barrois 4 (mPboi4) : Paragneiss quartzofeldspathique à biotite, localement migmatitisé; quartzite, migmatite et gneiss granitique

Cette unité est constituée de paragneiss englobé dans l’orthogneiss des autres unités (mPboi1, mPboi2 et mPboi3). Le paragneiss est rubané et se différencie généralement de l’orthogneiss par une plus grande proportion de biotite, le rendant ainsi plus mésocrate. Le grenat et la sillimanite sont localement présents. Le grenat se présente sous forme de porphyroblastes rose lilas pouvant atteindre une taille centimétrique. La sillimanite est fibreuse et peut représenter jusqu’à 10 % de la roche. Elle est associée localement à du graphite (1 à 2 %). Le paragneiss est migmatitique et le mobilisat, blanchâtre à rosâtre, est de composition granitique. Le contact entre le paragneiss et l’orthogneiss n’est pas observé.

Morfin et al. (2015) on distingué deux sous-unités informelles (mPboi4a et mPboi4b). Dans la région du lac des Commissaires (feuillets 32A01, 32A02, 32A07 et 32A08), Moukhsil et Daoudene (2019) ne les ont pas représentées sur leurs cartes à l’échelle 1/50 000 en raison de leurs dimensions réduites. Moukhsil et El Bourki (2020) les ont identifiées dans la région de Normandin (feuillet 32A15) et ont ajouté une troisième sous-unité (mPboi4c).

Complexe de Barrois 4a (mPboi4a) : Paragneiss rouillé à grenat, sulfures et graphite, paragneiss migmatitique, migmatite et gneiss granitique

Ce paragneiss est à patine d’altération rouille et contient jusqu’à 2 % de sillimanite, 5 % de pyrite et 2 à 3 % de graphite en paillettes de quelques millimètres d’épaisseur. La roche est migmatitique et litée (alternance de lits sombres et clairs) en raison de la fusion partielle qu’elle a subie. Les lits sombres (restite, mélanosome ou les deux) sont d’épaisseur millimétrique et riches en biotite, localement en grenat et en sillimanite. Les lits clairs (mobilisat, leucosome ou les deux) sont d’épaisseur centimétrique à métrique et riches en quartz et en feldspath potassique, et contiennent des proportions mineures de biotite et d’orthopyroxène. Là où la fusion partielle est plus importante, la roche correspond plutôt à une migmatite blanchâtre contenant des boudins et radeaux de paragneiss à biotite. Dans la région de Normandin, les niveaux de paragneiss sont difficiles à reconnaître à la limite de cette sous-unité. Ceux-ci sont injectés de dykes et de veines granitiques rosâtres de granulométrie grossière à pegmatitique, ce qui donne à la roche un aspect de gneiss granitique.

Complexe de Barrois 4b (mPboi4b) : Paragneiss avec interlits de quartzite

Ce paragneiss contient des niveaux de quartzite de quelques décimètres à plusieurs mètres d’épaisseur. La roche est localement migmatitique et contient de la biotite, du grenat, de la pyrite et de la magnétite. Les interlits de quartzite sont localement rouillés, d’épaisseur centimétriques et contiennent quelques paillettes de graphite et ~1 % de pyrite et de pyrrhotite. 

Complexe de Barrois 4c (mPboi4c) : Paragneiss à biotite, sillimanite, grenat et graphite, roche volcanique mafique amphibolitisée, marbre, roche calcosilicatée, grenatite et quartzite à graphite et grenat

Cette unité affleure surtout dans le feuillet 32A15, où elle constitue >50 % du Complexe de Barrois. Le paragneiss est généralement rouillé et composé de biotite (~40 %) en feuillets millimétriques, de sillimanite (1 à 5 %), de graphite (<2 %), de grenat (<5 %) et de <1 % de sulfures (pyrite, chalcopyrite et pyrrhotite) associés aux oxydes de fer (magnétite, ilménite et goethite). Localement, dans les zones enrichies en graphite, on observe de la chlorite magnésienne, ferrifère et zincifère (1 à 2 %) et des traces de sphalérite millimétrique au contact de la pyrite et de la magnétite. Le paragneiss rouillé contient également de la biotite magnésienne (phlogopite), de la fluoroapatite, de la monazite et de gros amas de carbonates.

Les roches mafiques à grain fin associées aux niveaux de paragneiss à biotite et de quartzite ont été interprétées comme étant une volcanite amphibolitisée. Ces roches, couramment hétérogènes, sont verdâtres et contiennent de la hornblende, des porphyroblastes de grenat (jusqu’à 2 cm de diamètre), du clinopyroxène, de l’orthopyroxène et de la biotite. Ces lithologies mafiques se distinguent aussi par leurs caractères très faiblement magnétiques comparativement à d’autres unités de gabbro ou de gabbronorite présentent dans la région.

Le marbre se présente sous forme de niveaux dans le paragneiss à biotite. La roche est de composition calcitique à dolomitique, moyennement à grossièrement grenue et blanchâtre à grisâtre en surface fraîche. La composition minéralogique est la suivante : calcite (60 à 80 %), dolomite (<10 %), diopside (<2 %), biotite (<1 %), quartz à extinction ondulante (3 à 4 %), scapolite (<1 %), graphite (<1 %) et des minéraux en traces comme l’apatite, l’actinote et la pyrite. Une proportion mineure de paragneiss rouillé à graphite et grenat, de roche calcosilicatée boudinée et de niveaux centimétriques à métriques de quartzite impur sont associés à ce marbre.

Les roches calcosilicatées forment des niveaux centimétriques à métriques verdâtres, de granulométrie moyenne et riches en clinopyroxène associé au grenat (2 %).

La grenatite est rouille à rougeâtre et disposée en niveaux centimétriques dans le paragneiss à biotite. Elle est à grain moyen à grossier et contient 30 à 45 % de porphyroblastes de grenat, 6 % de quartz, 15 % de biotite, 5 % de plagioclase, 10 % de chlorite, 1 à 2 % de clinopyroxène, 5 à 8 % de sillimanite en gerbes, 5 % de graphite disséminé en paillettes millimétriques (1 à 5 mm), <1 % d’ilménite, 1 % de staurotide à inclusions de quartz, 1 % de sulfures (pyrite, pyrrhotite, pentlandite et chalcopyrite avec des traces de sphalérite micrométriques) et 1 % de zircon. Les porphyroblastes de grenat sont millimétriques à centimétriques et contiennent des inclusions de quartz et de plagioclase; localement, ils sont associés à de petits cristaux millimétriques d’orthopyroxène. 

Le quartzite est gris blanchâtre en surface fraîche et rouille en patine d’altération. Les lits sont à grain fin à moyen, de 1,5 à 2 m d’épaisseur et contiennent 2 à 3 % de feldspath potassique et de plagioclase, 5 à 8 % de biotite, 2 % de graphite, <1 % de grenat, 1 % de sulfures disséminés (pyrite et pyrrhotite) et des traces de clinopyroxène. Le quartzite se présente aussi en boudins centimétriques dans le paragneiss à biotite migmatitique.