Historique

Le Groupe de Spartan a été introduit par Lamothe et al. (1984) pour décrire un bassin sédimentaire composé d’un empilement de phyllades et de quartzites chevauchant le Groupe de Chukotat, le long de la Faille de Bergeron. Il incorpore également les roches sédimentaires attribuées au Groupe de Perrault par Hocq et al. (1994). Le Groupe de Spartan a été cartographié de nouveau lors des campagnes de terrain de 2018 (Mathieu et Beaudette, 2019), de 2021 (Mathieu et al., 2022) et de 2022 (Mathieu et al., 2023).

Description

Dans le segment oriental du Groupe de Spartan, qui s’étend du lac Spartan jusqu’à la région à l’est du lac Watts (feuillets 32H03, 32G09, 32G10 et 32G16) et qui a été cartographié de façon plus détaillée par Mathieu et Beaudette (2019), Mathieu et al. (2022) et Mathieu et al. (2023), l’unité se compose principalement de roches décrites comme des phyllades. Vers le sommet structural, soit au nord, l’unité montre des interstratifications de siltstone ou, plus rarement, des lits dolomitiques (Lamothe et al., 1984; St-Onge et Lucas, 1993; Mathieu et Beaudette, 2019).

Dans le segment occidental (feuillet 35G12 et 35F09) du Groupe de Spartan, les roches sédimentaires détritiques sont formées d’un ensemble de lits décimétriques à métriques de métawacke lithique ou feldspathique et de niveaux de roche volcanique basaltique et de tuf à cristaux ou à lapillis (Lamothe, 2004). La composition des roches sédimentaires semble indiquer une source détritique plus proximale que pour le segment oriental. Plusieurs filons-couches et dykes mafiques et ultramafiques sont injectés dans les roches sédimentaires.

Groupe de Spartan 1 (pPsp1) : Wacke arkosique, siltstone, arkose, arénite arkosique

Cette unité a été initialement décrite par Hocq et al. (1994) et St-Onge et Lucas (1993) comme une séquence sédimentaire clastique formée de phyllade foncée et laminée, de wacke, de conglomérat, de grès et de mudstone. Ces auteurs rapportent que le wacke renferme généralement une forte proportion de minéraux ferromagnésiens qu’ils pensent provenir des roches volcaniques mafiques du Groupe de Parent. Le conglomérat a été individualisé par Mathieu et al. (2023) dans l’unité pPsp5.

Dans le segment oriental, le Groupe de Spartan est composé de roches métasédimentaires à grain très fin ou fin, présentant un litage primaire d’épaisseur millimétrique à centimétrique, lequel est transposé dans les plans de schistosité principale. L’aspect général de la roche est très homogène. Elle montre une patine d’altération gris moyen ou foncé, lustrée selon le plan de schistosité principal, et une cassure fraîche de couleur gris clair ou moyen.

Au sein de la roche, les lits présentent une structure saccharoïdale; ils se composent de grains de quartz (5 à 90 %), d’une concentration indéterminée de grains de plagioclase non maclé, et de fines paillettes de muscovite ou de séricite (10 à 95 %). La proportion des lits quartzofeldspathiques domine largement celle des lits micacés. Localement, des clastes à grain moyen de quartz et de plagioclase forment des sigmoïdes. Les phases minérales secondaires sont la biotite, le sphène, l’andalousite, les minéraux opaques (jusqu’à 2 %), l’épidote, le graphite et l’apatite. Les échantillons montrent de la recristallisation dynamique et statique, une réduction de la taille des grains et des structures granoblastique, porphyroblastique et localement pœciloblastique. Les phases tardives sont la chlorite en remplacement partiel des micas, les carbonates couramment interstitiels (traces à 5 %) et les cristaux néoformés de carbonate ferrifère pœcilitiques.

Quatre faciès sédimentaires interstratifiés ont été reconnus en se basant sur le rapport claste-matrice et sur la taille des grains. La granulométrie utilisée comme critère de classification sédimentaire doit être prise avec précaution, puisque l’intensité de la déformation affectant le Spartan dans ce secteur a réduit la taille des grains, alors que le métamorphisme doit avoir augmenté leur taille.

Le premier faciès sédimentaire, le wacke arkosique, est abondant dans le Groupe de Spartan. Il se présente en bancs d’épaisseur métrique à décamétrique, marqués par des lamines parallèles d’épaisseur submillimétrique ou millimétrique. La lamination correspond à une alternance compositionnelle entre des niveaux riches en plagioclase et d’autres riches en micas. Elle s’observe aussi en affleurement par une variation nette de teinte. Le wacke arkosique a une granulométrie très fine, une patine d’altération lustrée, gris-vert moyen, et une cassure fraîche gris foncé. La matrice se compose principalement de grains arrondis de plagioclase (30 à 65 %), par endroits maclés, et de grains de quartz (1 à 25 %). Dans les interstices entre les grains, la matrice présente des paillettes de muscovite (5 à 40 %) et de chlorite (1 à 25 %), avec localement des feuillets subautomorphes de biotite (0 à 20 %) et des grains xénomorphes d’épidote (0 à 10 %). Des grains xénomorphes d’oxyde de fer et titane (0 à 2 %) et localement des grains millimétriques et pœcilitiques d’andalousite (0 à 2 %) sont disséminés dans la roche (voir les affleurements 2018-CB-1151, 2018-CL-2015, 2018-CL-2013 et 2018-GM-5112).

Le second faciès sédimentaire, le siltstone, est également une composante majeure du Groupe de Spartan. Il affleure en lits de puissance submillimétrique à centimétrique dans la portion nord du groupe et sa proportion augmente graduellement vers le sud, jusqu’à devenir l’unique lithologie au contact de la Faille de Bergeron. Cette lithologie présente une lamination parallèle compositionnelle marquée par une alternance de lamines d’épaisseur submillimétrique, riches en chlorite ou muscovite. Cette lithologie se débite en plaquettes et exhibe une patine d’altération lustrée, gris foncé, et une cassure fraîche gris très foncé. La matrice du siltstone se compose principalement de paillettes de muscovite (10 à 75 %), de plagioclase (5 à 25 %), de quartz (5-25 %) et de chlorite (0 à 15 %). La biotite (0 à 10 %), le graphite (jusqu’à 1 %), la pyrite (0 à 1 %) en cubes millimétriques et l’andalousite (0 à 2 %) en grains pœciloblastiques millimétriques sont également observés aux affleurements 2018-CL-2169, 2021-IL-7003 et 2018-GM-5113.

L’arkose est le troisième faciès sédimentaire. Elle se présente en lits de puissance centimétrique à métrique, généralement interstratifiés avec du wacke arkosique. Les bancs d’arkose sont prédominants dans la portion centrale du Groupe de Spartan et au sud du lac Watts. L’arkose a une granulométrie fine, une patine d’altération lustrée, gris-vert pâle, et une cassure fraîche de couleur gris moyen. Une lamination parallèle à la schistosité est commune et des traces de chenaux sont localement présentes. Une trace de chenal a été observée à l’affleurement 2021-SL-4096, indiquant une polarité normale vers le nord. L’arkose est foliée et forme des boudins lorsqu’elle est interstratifiée avec des lithologies moins compétentes. La matrice de l’arkose se compose de grains arrondis de plagioclase (50 à 75 %), par endroits maclés, et de grains de quartz (5 à 40 %). La matrice de la roche contient des paillettes subautomorphes de muscovite (1 à 25 %) et de chlorite (0 à 5 %), ainsi que des feuillets de biotite (0 à 1 %) et des grains xénomorphes d’épidote (0 à 2 %) en proportions mineures. Des grains xénomorphes d’oxyde de fer et titane (jusqu’à 1 %) et localement des grains subautomorphes, pœcilitiques et millimétriques d’andalousite (0-2 %) sont aussi disséminés dans la roche (affleurements 2021-MV-1021, 2018-CL-2039 et 2018-CL-2016).

L’arénite arkosique se présente en bancs de puissance centimétrique à décimétrique et en chenal localisé, généralement interstratifié avec le wacke arkosique. Cette lithologie est peu représentée dans le Groupe de Spartan. Elle affleure localement au sommet du groupe, au nord de son domaine de répartition. Des rides tronquées par des surfaces d’érosion ont été observées à l’affleurement 2021-SL-4098 et indiquent une polarité inverse vers le sud. L’arénite arkosique présente une granulométrie fine, une patine d’altération lustrée gris pâle et une cassure fraîche de couleur gris moyen. L’arénite arkosique est foliée, granoblastique et se déforme localement en boudin. La matrice de l’unité se compose principalement de grains arrondis de quartz et d’un peu de plagioclase (0 à 5 %). Elle contient des paillettes de muscovite et de chlorite en proportions moindres.

Un transect a été réalisé au cours de l’été 2021 au SE du lac Watts (carte). La figure ci-contre rend compte de la distribution des faciès sédimentaires entre le sud du lac Watts et la Faille de Bergeron (Mathieu et al., 2022).

Mathieu et Beaudette (2019) rapportent la présence d’une altération en carbonate ferrifère dans les faciès sédimentaires de la partie orientale du Groupe de Spartan (feuillets 35G09, 35G10, 35G16 et 35H13). L’altération semble s’atténuer vers la terminaison orientale du groupe. Des cristaux de carbonate de 1 à 5 mm, pœcilitiques et syncinématiques à postcinématiques se développent indépendamment de la composition des roches sédimentaires. L’altération en carbonate de fer augmente graduellement vers les failles d’Ombilic et de Bergeron. Le carbonate est localement oxydé en hématite et en goethite.

Groupe de Spartan 2 (pPsp2) : Roche volcanoclastique

Il existe peu d’information au sujet de cette unité. On note la présence locale de quelques lits de tuf felsique à cristaux ou à lapillis (Hocq et al., 1994). Cette unité pourrait correspondre à des niveaux de roches volcaniques fragmentaires du Groupe de Parent exposées par le jeu des plis et l’action de l’érosion. Elle n’a pas été observée lors des travaux récents de cartographie à l’est du Domaine Nord (Mathieu et Beaudette, 2019, Mathieu et al., 2022 et 2023). Des bandes de roches volcaniques rattachées au Groupe de Parent ont été observées en 2022 dans l’étendue occidentale du segment oriental du Groupe de Spartan, lors de vérifications effectuées sur le terrain cartographié en 2021 (Mathieu et al., 2023).

Groupe de Spartan 3 (pPsp3) : Dolomie, dolomie gréseuse, roches calcosilicatées

Cette subdivision informelle a été introduite par Mathieu et Beaudette (2019) afin de distinguer des niveaux de dolomie déjà rapportés par des auteurs antérieurs (Lamothe et al., 1984; St-Onge et Lucas, 1993), plus précisément à proximité de la Faille d’Ombilic dans le segment oriental. Cette unité affleure en niveaux métriques interstratifiés avec des niveaux d’arénite et de wacke de l’unité principale pPsp1, ces derniers étant localement cartographiables lorsque leur puissance apparente dépasse plusieurs décamètres. Les roches de l’unité pPsp3 montrent une patine brun ocre et une cassure fraîche cassonade. Les affleurements sont caractérisés par une alternance de lits millimétriques principalement composés de carbonate (60 à 85 %), ainsi que de quartz (5 à 25 %) et de talc (3 à 25 %). L’affleurement 2018-CB-1060 montre à plusieurs endroits une troncature des lits, ce qui semble indiquer une polarité inverse vers le sud. Des veinules tardives de quartz et de la pyrite secondaire en cubes millimétriques sont couramment rapportées. Les cristaux de carbonate sont finement à moyennement grenus et à bordure irrégulière et arrondie. Ils sont pœcilitiques et incluent de très fins grains de quartz et des paillettes de talc. Le quartz, en cristaux très fins, forme des amas et des lits millimétriques discontinus d’aspect saccharoïde. Les fines paillettes de talc sont disséminées ou s’agencent en lits flexurés. Enfin, on note que toutes les phases primaires définissent la foliation.

Groupe de Spartan 4 (pPsp4) : Mudstone graphiteux à pyrite, chert graphiteux, formation de fer à oxydes et carbonates

Cette unité mineure a été introduite par Mathieu et Beaudette (2019). Elle est composée de bandes métriques à décamétriques de mudstone graphiteux, qui passent latéralement à des niveaux métriques à décamétriques – et d’extension latérale limitée – de chert graphiteux et de formation de fer au faciès des oxydes et des carbonates (affleurement 2018-CL-2168). Le mudstone renferme ponctuellement des niveaux métriques de sulfures massifs.

Groupe de Spartan 5 (pPsp5) : Conglomérat à granules et à cailloux

Cette unité introduite par Mathieu et al. (2023) affleure essentiellement dans la section occidentale de la bande orientale du Groupe de Spartan (affleurements 2021-TD-2010, 2021-TD-2008, 2021-MV-1058 et 2021-GM-3001). Elle a aussi été obsevée dans le secteur central (affleurement 2018-CB-1095). Le conglomérat forme des bandes dont la puissance varie du décimètre au décamètre. Ces bandes sont principalement interstratifiées au sein de l’arénite arkosique et de l’arkose de l’unité pPsp1, et sont observées plus rarement en lentilles (probablement des chenaux) dans le siltstone. Le conglomérat exhibe une patine grisâtre lustré et une cassure gris moyen mat. Les fragments subarrondis à arrondis sont quartzofeldspathiques ou constitués de fragments subanguleux à subarrondis de cristaux de plagioclase, de quartz, d’orthose et de microcline. La proportion de fragments est comprise entre 10 % et 50 % du volume de la roche et leur dimension varie de 2 à 5 mm. La matrice est composée de quartz, de plagioclase, d’orthose et de microcline granoblastique et les grains montrent des jonctions triples et des bordures rectilignes. Les feldspaths sont variablement épidotisés. Les phases minérales accessoires sont la biotite chloritisée, la séricite, le sphène, l’apatite et le zircon.

Épaisseur et distribution

Le Spartan est réparti en deux bandes qui affleurent dans la moitié méridionale du Domaine Nord. La bande orientale mesure ~67 km de longueur par 1 à 11 km de largeur (feuillets 35G10, 35G09, 35H13 et 35G16). Localisé dans les feuillet 35F09 et 35G12, le segment occidental mesure ~33 km de longueur par 2 à 10 km de largeur. Selon Tremblay (1991), l’épaisseur des unités sédimentaires dans le segment occidental atteindrait ~2000 m. Les données du Système d’information géominière du Québec (SIGÉOM) indiquent que les zones d’affleurement situées dans la bande orientale sont caractérisées par de fortes anomalies en potassium et en thorium, ce qui contraste avec les très faibles valeurs des unités mafiques des groupes de Chukotat (au sud) et de Watts (au nord).

Datation

Deux échantillons prélevés en 2018 (affleurements 2018-GM-5019 et 2018-CB-1095; Mathieu et Beaudette, 2019) ont fait l’objet de datations isotopiques (Davis, 2019).