Historique

Description

Formation de Menihek 1 (pPme1) : Mudstone, siltstone et phyllade; proportion mineure de wacke

L’unité pPme1 est sus-jacente à la Formation de Sokoman. Elle est principalement constituée de mudstone, de siltstone et de phyllade ainsi que d’une proportion mineure de wacke (Baragar, 1967; Dimroth, 1978; Clark, 1977, 1979; Dressler, 1979). Ces différentes lithologies sont généralement interstratifiées et montrent une structure rythmique (turbidites) (Clark, 1979). Le mudstone et le phyllade sont gris foncé à noirs et de granulométrie très fine à aphanitique. Le siltstone est gris, gris verdâtre ou gris foncé, de granulométrie très fine et est communément fissile. Ces roches sont habituellement laminées et forment des lits d’épaisseur millimétrique à centimétrique, atteignant localement >1 m. Par endroits, elles sont légèrement graphiteuses et pyriteuses (Clark, 1977, 1979; Dimroth, 1978).

Le wacke est généralement de couleur plus pâle que le siltstone et est typiquement à grain fin et massif (Clark, 1979). Il forme des interstratifications de 0,1 à 2 m d’épaisseur, atteignant localement 6 à 8 m, dans le mudstone et le siltstone (Sauvé et Bergeron, 1965; Clark, 1979). La roche se compose de grains anguleux (0,1 à 0,5 mm) de quartz, de feldspath, de muscovite, de sphène et de chert accompagnés de quelques fragments de roches volcanique et sédimentaire. La chlorite, la séricite, l’épidote, le carbonate et la pyrite constituent la matrice (Sauvé et Bergeron, 1965). Dans la région au sud du lac Bérard (feuillets 24L01 et 24L08), la roche contient localement du stilpnomélane (Bérard, 1965).

Les structures sédimentaires les plus couramment observées dans la partie supérieure des lits de wacke comprennent des contorsions, du glissement, du granoclassement, des chenaux d’érosion, des stratifications entrecroisées et des empreintes de charge (Clark, 1977, 1979). Des concrétions carbonatées (quelques centimètres à 0,6 m de diamètre) sont localement communes (Sauvé et Bergeron, 1965; Clark, 1977; Dimroth, 1978).

Formation de Menihek 2 (pPme2) : Wacke, wacke quartzeux, grès, grès quartzeux; interstratifications de siltstone et de mudstone

L’unité pPme2 constitue la partie supérieure de la Formation de Menihek dans les parties centre-nord et sud de la Fosse du Labrador (feuillets 23J NE, 23O, 24C, 24F NW, 24E NE et 24L SE). Elle est composée principalement de lits centimétriques à métriques de wacke, de wacke quartzeux, de grès et de grès quartzeux interstratifiés avec des lits millimétriques à centimétriques de siltstone et de mudstone (Baragar, 1967; Dimroth, 1978; Clark, 1979; Dressler, 1979). Le wacke et le wacke quartzeux sont gris, gris verdâtre ou verts et présentent localement une patine d’altération grise à brun jaunâtre. Ils ont une granulométrie fine et sont généralement laminés ou massifs. Ces roches montrent couramment des stratifications d’échelle millimétrique, bien que les affleurements localisés au NW du lac de l’Hématite (feuillet 24C10) montrent rarement des évidences de stratification (Dressler, 1979). Dans la région du lac Otelnuk (feuillet 24C01), Dimroth (1978) souligne que les stratifications, invisibles en affleurement, peuvent être observées au microscope. En lame mince, le wacke et le wacke quartzeux montrent des fragments anguleux (0,01 à 0,20 mm) de quartz, de plagioclase et de microcline dans une matrice composée de chlorite verte à vert brun pâle, de proportions mineures de séricite et d’oxydes de fer ainsi que de traces de carbonate. De la biotite et des minéraux opaques sont par endroits observés (Dressler, 1979).

Le grès et le grès quartzeux présentent une patine d’altération brun chocolat, gris verdâtre ou grise (Clark, 1979). Ils possèdent une granulométrie fine à très fine et sont localement fissiles. En lame mince, le grès et le grès quartzeux sont constitués de grains anguleux à subanguleux (0,03 à 0,30 mm) de quartz, de microcline et de plagioclase ainsi que de proportions mineures de carbonate et de petits fragments de pyroxène fortement altérés (Dressler, 1979). La matrice est composée de chlorite, d’un peu de séricite et de poussière d’hématite très fine. Cette dernière donne à la roche une couleur brun chocolat.

Le wacke et le grès montrent communément une stratification entrecroisée, un litage convoluté ainsi que des concrétions carbonatées (dolomitiques) (Clark, 1979; Dimroth, 1978; Dressler, 1979). Les concrétions dolomitiques ont une taille variant de quelques centimètres à 0,6 m (Clark, 1977).

Le siltstone présente une patine d’altération brun chocolat, verte, gris vert ou grise (Clark, 1979; Dressler, 1979). Il a une granulométrie très fine et est laminé, localement fissile. Le mudstone montre une patine d’altération brun rougeâtre et est fissile (Clark, 1979). D’après Clark (1979), la couleur rougeâtre de certains lits pourrait être associée à l’altération, car elle coupe le litage. Par endroits, de rares lits de chert gris, de grès grossier, de conglomérat à cailloux de siltstone et de grès quartzeux ainsi que de microconglomérat sont également rapportés (Clark, 1979, 1984; Dressler, 1979). 

Formation de Menihek 3 (pPme3) : Grès quartzeux, grès subarkosique et wacke; interstratifications locales de conglomérat à cailloux de chert

L’unité pPme3 est constituée de grès quartzeux, de grès subarkosique et de wacke à grain fin à moyen, à patine d’altération grise, gris foncé ou noire (Clark, 1977). Dans la région du lac Forbes (feuillet 24F05), l’unité est observée surtout à la base de la Formation de Menihek et son épaisseur est estimée >100 m. Les roches sont massives ou présentent des stratifications entrecroisées en fosse localement. Des chenaux sont également observés par endroits. Des lits de conglomérats de 0,01 à 1 m d’épaisseur sont interstratifiés localement dans l’unité. Le conglomérat est communément constitué de cailloux de chert gris, mais des cailloux de quartzite blanc et de rares cailloux de jaspe sont également présents (Ciesielski, 1975; Clark, 1977). Les cailloux sont subarrondis à allongés et subanguleux à bien arrondis et sont contenus dans une matrice de grès quartzeux (Clark, 1977). 

Dans la partie nord de la Fosse du Labrador (feuillets 24M01 et 25D10), ces roches sont interstratifiées avec des schistes (unité pPme5). Dans la région du lac Ford (feuillet 25M01), elles sont cartographiées comme du quartzite (Freedman et Philpotts, 1958). Plus au nord, dans la région du lac Nagvaraaluk (feuillet 25D10), elles sont cartographiées comme des lentilles de quartzite, d’arénite quartzeuse et de conglomérat (Madore et Larbi, 2000). 

Formation de Menihek 4 (pPme4) : Dolomie et dolomie gréseuse

L’unité pPme4 est constituée de dolomie et de dolomie gréseuse ou grès dolomitique. Toutefois, elle est peu répandue. On la trouve localement au nord de la rivière aux Mélèzes (feuillet 24E09) où elle se présente sous forme de lits de dolomie grise de 2 à 3 m d’épaisseur et de dolomie gréseuse laminée, en lits de 30 à 60 cm, interstratifiée avec des lits fissiles de mudstone d’épaisseur centimétrique (Clark, 1979). Dans la région de la baie Kyak, au SW du lac Roberts (feuillet 25D08), de petits affleurements de dolomie mesurant rarement plus de 15 m de longueur sur 3 m de largeur sont localement présents à l’intérieur de la sous-unité pPme1a (Hardy, 1976). La roche est beige à brune en surface altérée et gris pâle en surface fraiche. Elle est coupée par de nombreuses veines de quartz, ce qui lui donne un aspect en quadrillage (Dimroth et al., 1970; Hardy, 1976). Les veines les plus importantes sont parallèles à la schistosité régionale, alors que les autres veines sont perpendiculaires aux premières. La roche est composée de 87 à 97 % de dolomite avec des proportions mineures de quartz (1 à 7 %), de biotite (≤3 %) et de trémolite ≤1 %). Des traces de talc et de minéraux opaques sont également présentes (Hardy, 1976).

Formation de Menihek 5 (pPme5) : Schiste à quartz-biotite-muscovite-chlorite ± grenat, phyllade

L’unité pPme5 se trouve dans la région du lac Nagvaraaluk (feuillets 25D10 et 25D15), dans le flanc est du Synclinal de Roberts (feuillet 25C04 et 25D01) ainsi qu’au sud de la rivière Arnaud, dans le secteur de la rivière Brochant (feuillet 24N13). Elle consiste essentiellement en schiste à quartz-biotite-muscovite-chlorite ± grenat dérivé de wacke et de mudstone et ayant subi un métamorphisme plus élevé que les autres unités métasédimentaires (p. ex. unité pPme1a) (Bilodeau et Caron-Côté, 2018). La présence de phyllade est également observée. La roche est généralement de granulométrie fine à moyenne, schisteuse, rubanée et plissée. Elle contient des proportions variables de quartz, de biotite, de muscovite et de chlorite, une proportion mineure de grenat localement et, par endroits, du plagioclase. Des porphyroblastes de grenat ou de biotite sont observés localement. Le rubanement tectono-métamorphique est mis en évidence par des rubans d’épaisseur millimétrique, et plus localement centimétrique, montrant des variations de proportion minéralogique entre le quartz et le mica. Le quartz est majoritairement granoblastique et se trouve communément en ruban monominéral.

Le mica est majoritairement fin, mais la biotite se trouve aussi à quelques endroits en porphyroblastes de taille moyenne (Bilodeau et Caron-Côté, 2018). La biotite renferme communément des inclusions de zircon. Le mica fait ressortir la foliation lépidoblastique principale, laquelle est généralement parallèle au rubanement. L’observation au microscope d’échantillons recueillis dans le Synclinal de Roberts montre que le mica épouse aussi, en moindres proportions, d’autres orientations pouvant correspondre à d’autres générations de schistosité moins pénétratives. Le mica marque aussi des fabriques CS dans les zones de cisaillement. Le grenat est communément porphyroblastique et pœcilitique, localement hélicitique. Les inclusions contenues dans le grenat sont majoritairement constituées de quartz et plus localement de biotite. Les phases minérales accessoires sont l’épidote, la titanite et, très localement, la tourmaline. L’assemblage minéralogique de cette unité suggère un grade métamorphique au faciès des amphibolites. 

Formation de Menihek 6 (pPme6) : Basalte massif et coussiné; proportion mineure de tuf localement

L’unité pPme6 est constituée de coulées massives et coussinées de basalte tholéiitique et d’une proportion mineure de tuf localement (Baragar, 1967; Dimroth, 1978). Ces roches sont principalement localisées dans la partie centre-sud de la Fosse du Labrador (feuillets 23O E et 23J16) où elles se trouvent au sommet de la formation. Les coulées ont une épaisseur variant généralement de 5 à 20 m. Une brèche de matériel hyaloclastique de quelques centimètres d’épaisseur est habituellement présente à la base ou au sommet des coulées. Les coulées massives sont communément divisées en colonnes. Les coussins sont parfois tassés les uns contre les autres et sont généralement entourés d’une croûte noire de matériel hyaloclastique (Dimroth, 1978). Dans la région du lac Walsh (feuillet 23O01), des croûtes variolitiques mal conservées ont été observées autour des coussins par Baragar (1967). Les coussins renferment couramment des cavités parallèles de forme tabulaire, remplies de quartz (Dimroth, 1978). Le basalte est gris clair en surface fraiche et présente une patine d’altération gris verdâtre clair à chamois (Baragar, 1967; Dimroth, 1978; Frarey, 1967). La granulométrie est fine à aphanitique, la taille du grain variant de <0,1 mm en bordure des coulées et dans les parties coussinées à ~1 mm dans les parties massives (Dimroth, 1978). En lame mince, le basalte contient des microlites de plagioclase de 0,2 mm de longueur, communément fourchus et creux, dans une matrice brunâtre très fine composée de pyroxène (augite), de plagioclase, de chlorite et de titanite. Des phénocristaux de plagioclase de 2 cm de longueur sur 0,5 mm de largeur sont également observés (Baragar, 1967; Dimroth, 1978).

Formation de Menihek 7 (pPme7) : Roche volcanoclastique mafique

L’unité pPme7 consiste en roches volcanoclastiques mafiques verdâtres constituées de tuf à lapillis, d’agglomérat et de brèche volcanique (Baragar, 1958, 1967). Dans la région de la rivière Murdoch (feuillet 23O10) et plus au sud dans la région du lac Jean (feuillet 23O07), ces roches sont associées à l’unité basaltique (pPme6) et forment des niveaux de 3 à 60 m d’épaisseur (Dimroth, 1978) à la base de l’empilement volcanique (Baragar, 1967). Par endroits, elles sont intercalées dans les roches sédimentaires sous-jacentes (unité pPme1) (Baragar, 1967). Les roches volcanoclastiques sont composées de fragments de composition basaltique et gabbroïque dans une matrice basaltique cisaillée formée de chlorite, d’actinote, d’albite, de calcite et de titanite (Dimroth, 1978). La taille des fragments varie de 1 à 7,5 cm et peut atteindre >30 cm de diamètre (Baragar, 1967; Dimroth, 1978). Dimroth (1978) souligne la présence locale de fragment de dolomie et d’ardoise.

Formation de Menihek 8 (pPme8) : Wacke et siltstone tufacés; proportion mineure de mudstone gris ou noir

L’unité pPme8 est restreinte au secteur situé à l’est du lac Martin (feuillet 23J16). Elle est composée d’une séquence de wacke et de siltstone tufacés gris verdâtre interstratifiés avec une proportion mineure de mudstone gris ou noir (Wardle, 1982).

Formation de Menihek 9 (pPme9) : Formation de fer à sulfures

L’unité pPme9 est constituée de niveaux de formation de fer à sulfures appartenant à la moitié supérieure de la Formation de Menihek (Baragar, 1967; Dimroth, 1978). La formation de fer à sulfures forme localement des niveaux >30 m d’épaisseur pouvant être suivis sur plusieurs kilomètres dans le secteur à l’ouest des lacs Connolly et Frederickson (feuillet 23O01). La formation de fer est laminée et montre une alternance très fine de bandes de mudstone noir et de siltstone et de bandes riches en sulfures (Baragar, 1967; Gebert, 1991). L’épaisseur des bandes varie de 1 à 10 mm. Gebert (1991) souligne que le litage est localement décalé de plusieurs millimètres en raison de la présence de fractures intraformationnelles. Les bandes de mudstone et de siltstone présentent un granoclassement et les sulfures se trouvent habituellement dans la fraction fine. Les sulfures (0,01 mm de diamètre) consistent en pyrrhotite et en pyrite partiellement recristallisées. L’étude pétrographique de lames minces polies montre que la pyrrhotite est plus abondante que la pyrite, laquelle compte pour <10 % des sulfures. La pyrrhotite est également observée en intercroissance métamorphique avec les minéraux silicatés. Par endroits, elle s’est développée le long des plans de clivage où il y a présence de déformation (Gebert, 1991).

Formation de Menihek 10 (pPme10) : Conglomérat à cailloux de chert gris

L’unité pPme10 est située au contact supérieur de l’unité de formation de fer à carbonates de la Formation de Sokoman (pPso3) au lac Bergeron (feuillet 24F05) (Tom Clark, communication personnelle, 2015). Elle est constituée d’un lit de conglomérat à cailloux de chert gris dont la taille est millimétrique à décimétrique. Le lit est discontinu latéralement. Le conglomérat et le grès à cailloux sus-jacent (unité pPme3) sont associés à de petites failles normales, suggérant un changement de conditions tectoniques à la fin du dépôt de la Formation de Sokoman.

Épaisseur et distribution

La Formation de Menihek affleure sur une grande partie de la Fosse du Labrador, qui s’étend sur plus de 850 km depuis le Front de Grenville jusqu’à la baie d’Ungava, dans un axe orienté NNW-SSE. Du côté québécois, cette formation affleure principalement dans les extrémités nord et sud de l’orogène, ainsi que dans sa partie centrale. À l’extrémité nord de la Fosse du Labrador, la Formation de Menihek affleure sur une largeur cartographique qui varie de 0,5 à 4 km dans les flancs du Synclinal de Roberts où la stratigraphie est fortement plissée et pentée subverticalement. Cette formation s’étend sur de plus grandes largeurs où le pendage de la stratigraphie est plus faible, atteignant jusqu’à 30 km de largeur dans la partie centrale et jusqu’à 10 km dans la partie sud de la Fosse du Labrador.

Dans la partie sud de l’orogène, la puissance originale de cette formation est difficile à déterminer puisqu’elle est intensément plissée en un synclinorium (Dimroth, 1978). L’épaisseur apparente des unités sédimentaires (pPme, pPme1 et pPme2) ne dépasse pas 180 m dans sa partie occidentale et est probablement >900 m vers l’est. Dans la zone orientale, les roches sédimentaires de la partie inférieure de la formation possèdent une épaisseur estimée à >600 m dans la région du lac des Oiseaux (feuillet 23O07). Le basalte (pPme6) forme deux bandes discontinues qui disparaissent rapidement suivant l’orientation des couches. À l’est des lacs Simonet et Pointel (feuillet 23O07), le basalte a ~150 m d’épaisseur, tandis qu’à l’est du lac Aubin (feuillet 23O07) il atteint une épaisseur de ~600 m. Dans la partie centrale de l’orogène, la formation atteint >180 m d’épaisseur dans la région au NW du lac de l’Hématite (feuillet 24C10) où elle forme un grand synclinal ouvert (Dressler, 1979). Plus au nord, dans la région à l’ouest du lac La Lande (feuillet 24F03), Dressler (1979) indique que la formation est plus épaisse et estime une épaisseur de ~300 à 400 m.

Datation

Fryer (1972) a réalisé une datation sur une roche sédimentaire de la Formation de Menihek en utilisant la méthode isochrone de Rb-Sr sur roche totale et a obtenu un âge de 1855 ±74 Ma. Cependant, il ne précise pas la localisation géographique de l’échantillon.

Relations stratigraphiques

La Formation de Menihek repose généralement sur les roches ferrifères de la Formation de Sokoman. La nature du contact entre ces deux formations semble varier selon les secteurs. Selon Dimroth (1978), le contact est habituellement net et concordant, quoique localement discordant. D’après Baragar (1968, Iron Ore Company of Canada. In: Dimroth, 1978), le contact peut être de nature discordante puisque des conglomérats à roche ferrifère ont été observés entre les formations de Sokoman et de Menihek, suggérant une période érosive entre le dépôt de ces deux formations. Des contacts entre les formations de Menihek et de Sokoman ont d’ailleurs été observés dans l’extrémité sud de la Fosse du Labrador (Zajac, 1974).

Dans la portion orientale de la partie sud de la Fosse du Labrador, la Formation de Menihek est en contact de faille (Faille du Lac Walsh) avec la Formation de Murdoch (Baragar, 1967; Frarey, 1967; Wardle et Bailey, 1981). D’après Baragar (1967), la présence de la Faille du lac Walsh rend difficile l’interprétation de leurs relations stratigraphiques. Les parties inférieure, médiane et supérieure de la Formation de Menihek ont respectivement été corrélées avec les roches des formations de Murdoch, de Thompson Lake et de Willbob, appartenant au Groupe de Doublet (Findlay et al., 1995). La partie sommitale de la Formation de Menihek est injectée de nombreux filons-couches de gabbro gloméroporphyrique appartenant à la  (Findlay et al., 1995). La Formation de Nault, située au sud du Front de Grenville, est équivalente à la Formation de Menihek (Dimroth et al., 1970; Rivers, 1980).

Deux datations U-Pb effectuées dans deux secteurs différents permettent de contraindre l’âge de la Formation de Menihek : 1) le secteur du lac Dyke (feuillet 23J09), ~40 km au SE de Schefferville dans la portion occidentale de l’Orogène du Nouveau-Québec; et 2) le secteur du lac Howse (feuillets 23O01 et 23O02), 40 km au NE de Schefferville dans une partie plus orientale de l’orogène (Findlay et al., 1995). Dans le secteur du lac Dyke, un âge de 1878 ±1 Ma a été obtenu sur un caillou de syénite provenant d’un conglomérat interstratifié dans les roches volcaniques felsiques du Complexe volcanique de Nimish, contemporain au dépôt des roches de la Formation de Sokoman. Cette datation propose un âge minimum pour une sédimentation légèrement antérieure à la Formation de Menihek dans ce secteur. Dans le secteur du lac Howse, un âge de cristallisation de 1884 ±2 Ma a été obtenu pour un filon-couche de la Suite intrusive de Gerido (Supersuite de Montagnais) logé dans la Formation de Menihek. Ce résultat permet de contraindre un âge maximum de sédimentation pour la Formation de Menihek dans ce secteur. Ces données géochronologiques laissent supposer un rajeunissement de la Formation de Menihek vers le SW, une hypothèse qui concorde avec une transgression marine dans la même direction (Findlay et al., 1995).

Dans la moitié nord de l’orogène (au nord de la rivière aux Mélèzes), la Formation de Menihek est surmontée structurellement par les roches de la Formation de Denault (Groupe d’Attikamagen), qui sont suivies des roches du Groupe de Koksoak. Cette relation est causée par la présence de la Faille de Garigue. La découverte de cette dernière a permis de mettre en corrélation la Formation de Menihek avec le membre de Baby supérieur qui appartient au Groupe de Koksoak (Clark, 1987). Les formations de Menihek et de Chioak sont homotaxiques puisqu’elles sont toutes les deux sus-jacentes à la Formation de Sokoman (Clark, 1979, 1987). Dans l’extrémité nord de l’orogène, la Formation de Menihek est surmontée par la Formation d’Hellancourt (Groupe de Koksoak). Au sein du Synclinal de Roberts, Bilodeau et Caron-Côté (2018) ont observé un contact en alternance et concordant entre ces deux formations.

Paléontologie

Références

Publications accessibles dans SIGÉOM Examine

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