Historique

Description

Suite de Lake Harbour 1 (pPhb1) : Paragneiss

Le paragneiss est l’unité prédominante de la Suite de Lake Harbour. Il présente communément une structure rubanée ou stromatique matérialisée par la présence de 5 à 25 % de rubans millimétriques à centimétriques de leucosome blanchâtre. La composition de la roche varie suivant le pourcentage de feldspath potassique (1 à 30 %), de quartz (5 à 30 %) et de minéraux ferromagnésiens (biotite et grenat, 10 à 25 %). Sa couleur varie de gris moyen à gris foncé en cassure fraîche avec une patine brunâtre ou brun rouille caractéristique. Le paragneiss est de granulométrie fine à moyenne, bien folié et possède une microstructure granoblastique bien développée. La biotite et le grenat sont associés localement à la sillimanite. Le grenat est sous la forme de petits grains disséminés ou en pœciloblastes centimétriques contenant des inclusions des autres minéraux observés dans le paragneiss. La sillimanite se présente sous plusieurs formes : 1) en petits prismes disséminés; 2) sous forme fibreuse, associée aux micas (muscovite et biotite); 3) en nodules millimétriques à centimétriques; et 4) en amas flexueux entourant les phénocristaux de feldspath. La muscovite, la cordiérite, le zircon, l’apatite, l’épidote, le graphite, l’allanite, la tourmaline, la magnétite, le rutile et les sulfures sont les minéraux secondaires les plus répandus.

Dans la Zone de cisaillement de Falcoz (ZCflz), le paragneiss montre une structure protomylonitique bien définie à rubans de quartz. En affleurement, on observe de nombreuses zones rouillées de largeur décimétrique à décamétrique, ainsi que des niveaux de paragneiss ayant subi de fortes altérations de surface et où la roche est réduite en sable. Dans ces niveaux, le paragneiss est riche en feldspath potassique et renferme 5 à 20 % de graphite. Plus localement, l’orthopyroxène est observé dans le paragneiss. Ce dernier prend alors une couleur d’altération brun cassonade caractéristique des roches à orthopyroxène. Dans ces roches, la biotite (2 à 8 %) a une teinte brun foncé, presque rougeâtre, indiquant une biotite formée à haute température. On y observe aussi de la hornblende verte (3 à 7 %), du grenat (5 à 15 %) et de l’augite (<5 %).

Des niveaux décimétriques à décamétriques de quartzite impur, de roches calcosilicatées et d’amphibolite sont intercalés dans le paragneiss de l’unité pPhb1. Des grenatites ont aussi été observées sur trois affleurements dans la région de la rivière Koroc. Deux d’entre eux contiennent du diopside et du sphène avec ou sans calcite, plagioclase, épidote, magnétite et sulfures. Quant au troisième affleurement, situé dans la ZCflz, il contient aussi du quartz, de l’apatite, des sulfures, de la biotite rouge, de la magnétite, de la monazite et de la harrisonite.

Suite de Lake Harbour 1a (pPhb1a) : Diatexite dérivée de la fusion de paragneiss

Dans certains secteurs, la fusion plus prononcée des paragneiss a produit des diatexites assignées à la sous-unité pPhb1a. Ces diatexites renferment 40 à 65 % de mobilisat sous la forme de rubans blanchâtres millimétriques à centimétriques. En affleurement, on observe de nombreuses zones d’accumulation de leucosome, ainsi que des enclaves et des niveaux décimétriques à métriques de paragneiss préservé. La diatexite est hétérogranulaire, grise en surface altérée et blanc brunâtre en cassure fraîche. Sa composition est variable en raison de la distribution inégale du feldspath potassique (0 à 20 %) dans la roche. Elle contient 10 à 20 % de biotite brune à rouge formant des schlierens moulant les amas ou les plages quartzo-feldspathiques. La biotite est communément associée à des feuillets de muscovite et, plus localement, à de la sillimanite. Les principaux minéraux accessoires sont le grenat (<5 %), le sphène, la hornblende, l’apatite, le zircon, l’allanite, l’épidote et le graphite.

Suite de Lake Harbour 1b (pPhb1b) : Paragneiss migmatitique

L’unité pPhb1b regroupe des lambeaux de paragneiss migmatitique localisés à l’est de la ZCblm. Elle est associée à des anomalies magnétiques négatives bien définies sur la composante résiduelle du champ magnétique total. L’unité pPhb1b est aussi observée en niveaux moins épais, intercalés dans les unités d’orthogneiss du Complexe de Sukaliuk.

Le paragneiss est variablement migmatitisé et renferme 0 à 30 % de rubans millimétriques à centimétriques de leucosome blanchâtre ou cassonade à verdâtre, selon la présence ou non d’hypersthène. Le quartz (30 à 60 %) est systématiquement recristallisé en lentilles ou en tiges et montre une extinction roulante prononcée. Les colorations et les lames minces mettent en évidence les variations de composition dans le paragneiss et le leucosome, particulièrement en ce qui concerne la proportion de feldspath potassique qui varie de 0 à 35 % selon les échantillons. Des niveaux décimétriques à métriques de diatexite indiquent une fusion partielle plus importante. De même, plusieurs niveaux plus épais de leucosome sont observés dans le paragneiss. Les roches métasédimentaires possèdent une microstructure granoblastique fine et sont bien foliées. Ils contiennent 2 à 15 % de cristaux millimétriques de grenat rose foncé (1 à 4 mm) et 10 à 25 % de feuillets de biotite brun foncé à rouge. Des rubans riches en hornblende verte, du clinopyroxène et de l’orthopyroxène sont aussi observés plus localement; ce dernier étant plus commun dans le leucosome. On observe aussi par endroits une alternance de niveaux avec et sans hypersthène, ainsi que des niveaux riches en sillimanite ou en graphite. Les principaux minéraux accessoires sont les minéraux opaques, l’apatite, le graphite, le zircon, la serpentine, la chlorite, le sphène, l’allanite, les carbonates et le rutile.

Dans certains secteurs, particulièrement dans la partie nord du Domaine lithotectonique de Falcoz, le paragneiss de l’unité pPhb1b contient aussi des niveaux décimétriques à métriques d’amphibolite à clinopyroxène et grenat, de quartzite, de marbre et de roches calcosilicatées. 

Suite de Lake Harbour 2 (pPhb2) : Quartzite

Le quartzite est surtout présent dans le secteur de la rivière Barnouin où il constitue, d’après Verpaelst et al. (2000), le sommet apparent de la suite. Bien qu’en proportion moindre, il le trouve aussi intercalé dans le paragneiss de l’unité pPhb1. Il se compose de 75 à 95 % de quartz recristallisé plus finement ou formant de grandes plages engrenées, lenticulaires ou en rubans. Sa surface altérée est gris blanchâtre alors qu’il est blanc en cassure fraîche. Il renferme 2 à 5 % de muscovite et approximativement 2 % de biotite localement chloritisée. Les minéraux micacés donnent localement une microstructure lépidoblastique à la roche, surtout évidente en lame mince, mais qui peut donner un aspect rubané au quartzite. L’unité est traversée par des veines et des veinules de quartz.

Les niveaux de quartzite impur renferment jusqu’à 10 % de feldspath potassique ou de plagioclase, ainsi que des lamines riches en muscovite, en sillimanite ou en graphite. La sillimanite se présente sous la forme d’amas flexueux de fines aiguilles. La biotite (<12 %), brune à verte et à inclusions de zircon, le grenat (<2 %) et la tourmaline sont aussi amplement observés. Les minéraux accessoires sont l’apatite, le clinopyroxène, le zircon, le graphite, la magnétite et les sulfures. Dans plusieurs secteurs, particulièrement à proximité des filons-couches de roches ultramafiques de la Suite de Nuvulialuk (pPnuv), le quartzite renferme une minéralisation (5 à 25 %) en pyrite et en graphite, disséminée et en lamines.

Suite de Lake Harbour 2a (pPhb2a) : Quartzite impur

L’unité pPhb1b regroupe les affleurements de quartzite localisés à l’est de la ZCblm. Le quartzite est généralement impur et forme des lambeaux de <1 km de largeur. Il renferme >75 % de quartz, des feldspaths, de la biotite et de la muscovite. Les minéraux accessoires observés sont l’apatite, la tourmaline, le zircon et le graphite. Le quartzite peut aussi contenir des sulfures et de la magnétite. Les grains de quartz peuvent être engrenés, lenticulaires ou en rubans. Les micas donnent par endroits une microstructure lépidoblastique au quartzite, surtout évidente en lame mince, mais qui peut donner un aspect lité à la roche. Le quartzite est communément traversé par des veines et des veinules de quartz.

Suite de Lake Harbour 3 (pPhb3) : Roches calcosilicatées et marbre

Les roches calcosilicatées et les marbres sont couramment situés au contact entre les gneiss archéens et les paragneiss. Étant donné que plusieurs de ces contacts sont tectoniques, il est possible que ces lithologies aient agit comme matériaux ductiles ayant facilité le mouvement sur les surfaces de cisaillement. Ils pourraient aussi représenter des zones d’altération à proximité des zones de failles NE-SW. Ces roches renferment d’ailleurs des rubans millimétriques de quartz, indiquant une fabrique protomylonitique, et forment communément des boudins de longueur centimétrique à métrique à l’intérieur des différentes unités de la Suite de Lake Harbour. Dans ce cas, des bordures réactionnelles sont observées en périphérie des boudins.

D’après Verpaelst et al. (2000), le marbre forme des séquences minces, généralement à la base de la Suite de Lake Harbour. Il est en majeure partie de composition calcitique, bien qu’on trouve également du marbre dolomitique. Il est généralement intercalé entre des niveaux de paragneiss ou de quartzite plus ou moins pur. Le marbre est à grain moyen à grossier, très déformé et à microstructure granoblastique. Il peut être équigranulaire ou hétérogranulaire et il est généralement bien folié. Durant un épisode de déformation à basse température, une mylonitisation a causé la réduction de la granulométrie de certains marbres. Les minéraux observés sont le carbonate, la phlogopite, la trémolite, l’olivine, le diopside et la scapolite. L’olivine est altérée à divers degrés en serpentine et en iddingsite; certains cristaux sont en partie remplacés par la chondrodite. Le marbre contient aussi une grande variété de minéraux accessoires : sulfures, apatite, graphite, sphène, grenat, épidote, zircon, tourmaline, quartz et feldspath.

Les roches calcosilicatées sont généralement affiliées aux marbres et elles ont sensiblement le même mode d’occurrence sur le terrain. Leur minéralogie est variée et montre une alternance compositionnelle sous forme de rubans ou d’amas millimétriques à décimétriques. Elles sont finement à moyennement grenues et de couleur pâle avec une teinte verdâtre. En plus des carbonates, le diopside, la trémolite, l’épidote, la scapolite, le plagioclase, le quartz et le sphène sont les minéraux usuels de ces roches. La hornblende, l’apatite, l’olivine, la phlogopite, le grenat, la muscovite, le spinelle, la chlorite, le zircon et l’allanite peuvent aussi être présents localement. L’olivine est coronitique (couronne de clinopyroxène) et généralement serpentinisée.

Suite de Lake Harbour 4 (pPhb4) : Amphibolite

L’amphibolite est intercalée dans les autres unités de la Suite de Lake Harbour, surtout le paragneiss et le quartzite. L’unité pPhb4 est finement grenue ou aphanitique, granoblastique, rubanée et gris vert foncé à noir. Dans la région de la rivière Koroc (Verpaelst et al., 2000), l’amphibolite dérivée de basalte forme des coulées à massives, coussinées ou bréchiques. Elle est toutefois trop déformée pour qu’on puisse y déterminer des polarités. Son épaisseur réelle est aussi difficile à évaluer en raison de la déformation importante. L’amphibolite renferme 45 à 65 % de minéraux ferromagnésiens, qui consistent en hornblende verte (40 à 50 %), en clinopyroxène (2 à 20 %) et en biotite brune (2 à 10 %). Le quartz (<3 %), le sphène, les sulfures, la magnétite, la chlorite, l’apatite, le grenat et l’actinote sont les principaux minéraux accessoires. La hornblende est altérée en biotite localement. L’épidote apparait comme minéral d’altération du plagioclase et des minéraux ferromagnésiens. Le quartz est interstitiel ou sous forme de globules dans la hornblende. Localement, le grenat peut représenter jusqu’à 35 % de l’amphibolite.

Épaisseur et distribution

La Suite de Lake Harbour couvre une superficie de ~4703 km² dans le Domaine lithotectonique de Falcoz. Les séquences les plus importantes se trouvent dans la région de la rivière Koroc (feuillet 24I). Le paragneiss de l’unité pPhb1 (~2461 km²) forme des séquences de quelques kilomètres à près de 30 km de largeur à l’est de la ZCblm. L’unité pPhn1b (~1492 km²) est la deuxième en importance et forme des séquences atteignant 10 à 15 km de largeur sur 30 à 70 km de longueur, ainsi que des corps de forme elliptique de 3 à 4 km de largeur sur 6 à 10 km de longueur. Le quartzite de l’unité pPhb2 (~457 km²) peut aussi représenter des séquences de >10 km de largeur. Les niveaux de roches calcosilicatées et de marbres de l’unité pPhb3 (~114 km²) les plus importants sont dans le secteur de Keglo Bay (feuillet 24P04) et de la rivière Abrat (feuillet 24P03), où ils atteignent quelques kilomètres de largeur apparente. Les unités et sous-unités pPhb1a (~52 km²), pPhb2a (~67 km²) et pPhb4 (~60 km²) occupent des superficies plus restreintes.

Datation

Sur l’île de Baffin, les dates obtenues sur des zircons détritiques de la Suite de Lake Harbour ont contraint le dépôt des sédiments à un âge plus jeune que 1934 ±2 Ma (Scott et Gauthier, 1996). Selon les travaux de Charette (2016) et Charette et al. (2021), une dizaine de cœurs de zircons fracturés ont donné des âges d’héritage situés entre 2597 Ma et 2019 Ma (échantillon prélevé à l’affleurement 2013-IL-3008). Enfin, l’analyse des isotopes du soufre effectuée sur deux échantillons de paragneiss indique aussi qu’ils sont issus d’un protolite d’âge protérozoïque (Wing et al., 2012).

À l’est de la ZCblm, les âges détritiques obtenus à partir de deux échantillons (affleurements 2013-BC-6150 et 2013-DB-1098) varient de 2824 Ma à 1884 Ma (Charette et al., 2021), indiquant un âge maximal de déposition un peu plus jeune que sur l’île de Baffin. Les âges paléoprotérozoïques des zircons et des monazites permettent quant à eux de situer l’âge de cristallisation du leucosome entre 1825 Ma et 1812 Ma. Les âges Lu-Hf sur grenats réalisés par Charette et al. (2021) indiquent toutefois que la fusion des roches métasédimentaires aurait commencé plus tôt, soit autour de 1896 Ma.

Relations stratigraphiques

Les roches volcano-sédimentaires métamorphisées de la Suite de Lake Harbour reposent en discordance sur le socle archéen gneissique du Domaine lithotectonique de Falcoz. Toutefois, les contacts observés aujourd’hui sont de nature tectonique et peuvent être oblitérés par la fusion partielle ayant affectée l’ensemble de ces roches au Paléoprotérozoïque ainsi que par la présence d’injections tardives de granite et de pegmatite. Le paragneiss et le quartzite de la Suite de Lake Harbour sont injectés par des filons-couches et des dykes de roches mafiques et ultramafiques de la Suite de Nuvulialuk (pPnuv).

Paléontologie

Ne s’applique pas.

Références

Publications accessibles dans SIGÉOM Examine

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