Suite du Lac Esker
Étiquette stratigraphique : [ppro]esk
Symbole cartographique : pPesk
 

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Subdivision(s) informelle(s)
La numérotation ne reflète pas nécessairement la position stratigraphique.
 
pPesk5 Péridotite à enclaves rougeâtres de gabbro à clinopyroxène ± orthopyroxène
pPesk4 Gabbro contenant localement des roches volcanoclastiques et des formations de fer
pPesk3 Pyroxénite
pPesk2 Péridotite
pPesk1 Dunite
 
Auteur(s) :Lamothe, 2007
Âge :Paléoprotérozoïque
Stratotype :Aucun
Région type :Région du lac Esker (feuillet SNRC 35G09)
Province géologique :Province de Churchill
Subdivision géologique :Orogène de l’Ungava / Domaine sud
Lithologie :Roches intrusives ultramafiques et mafiques
Catégorie :Lithodémique
Rang :Suite
Statut :Formel
Usage :Actif

 

 

Historique

Les intrusions de la Suite du Lac Esker ont fait l’objet de nombreux programmes d’exploration pour leur potentiel minéral depuis plus de soixante ans. L’unité renferme la très grande majorité des gîtes de Ni-Cu-EGP de l’Orogène de l’Ungava. La caractérisation pétrographique et géochimique des intrusions a d’abord été réalisée par Bérard et al. (1984), puis approfondie par Picard et al. 1994). Des travaux récents de géochimie et de géochronologie (Bleeker et Kamo, 2020) rattachent la Suite du Lac Esker à l’activité de la LIP circum-Supérieur à partir de 1880 Ma, qui comprend notamment le deuxième cycle volcanique de la Fosse du Labrador (Ciborowki et al., 2017; Minifie et al., 2013; Mungall, 2017).

 

Description

 

 

 

 

La Suite du Lac Esker se compose de cinq phases intrusives cartographiées de composition ultramafique à mafique : de la dunite (pPesk1), de la péridotite (pPesk2), de la pyroxénite (pPesk3), du gabbro contenant par endroits des roches volcanoclastiques et de la formation de fer (pPesk4) et de la péridotite à enclaves rougeâtres de gabbro à clinopyroxène ± orthopyroxène (pPesk5). La plupart des intrusions se composent de plusieurs de ces faciès. Picard et al. (1994) décrivent trois types d’intrusions dans la suite : 1) des filons-couches différenciés de gabbro et de ferrogabbro; 2) des filons-couches différenciés de péridotite, de pyroxénite, de gabbro et de ferrogabbro; et 3) des conduits nourriciers de péridotite et de dunite, de péridotite et de pyroxénite et de péridotite seule. Selon Picard et al. (1994), le type 1 serait comagmatique avec les basaltes à plagioclase du Chukotat et leur potentiel en EGP serait faible. La composition pétrologique des types 2 et 3 serait comagmatique des coulées de basalte à olivine du Chukotat et leur potentiel en minéralisations de Ni-Cu-EGP serait élevé (Bédard et al., 1984; Picard et al., 1994).

Les principales intrusions connues sont les filons-couches de Roméo 1 et 2, le dyke de Bravo et les filons-couches de Gulf et de Povungnituk. L’unité comprend également les dykes de Vaillant et de Méquillon.

Le filon-couche de Roméo 1 comprend une séquence ultramafique basale et une pile gabbroïque formée de plusieurs faciès. La séquence ultramafique comprend un horizon de pyroxénite à cumulats d’olivine surmonté de péridotite d’abord massive à la base, puis à débit prismatique dans sa partie supérieure. La séquence gabbroïque contient trois unités séparées par des contacts abrupts : 1) une gabbronorite à olivine à texture sub-ophitique; 2) une pyroxénite à cumulats d’olivine à la base passant graduellement à un mince horizon de gabbro, puis un horizon de gabbonorite surmonté d’un gabbro à quartz; et 3) d’une partie sommitale formée d’une gabbronorite à texture sub-ophitique à ophitique (Thibert et al., 1989).

Le filon-couche de Roméo 2 présente une partie basale composée de gabbro mélanocrate et de webstérite passant graduellement à une séquence de lherzolite. Cet ensemble est surmonté par un horizon de webstérite évoluant graduellement vers une séquence de gabbro puis de mésogabbro à quartz (Thibert et al., 1989).

Le dyke de Bravo est de composition komatiitique et fait partie d’un système nourricier relié aux basaltes komatiitiques de la région. Il présente une zonalité typique des filons-couches ultramafiques, soit des bordures pyroxénitiques et un centre dunitique. La pyroxénite est composée de pyroxènes hypidiomorphes de 2 à 4 mm remplacés par l’actinote. Le centre dunitique contient de l’olivine (1 à 2 mm) à texture de mésocumulat et de l’augite xénomorphe. On trouve aussi des sections constituées de gabbro ophitique à grain grossier (5 mm). Les bâtonnets de plagioclase sont remplacés par la chlorite et l’épidote, et ceux de pyroxène par l’actinote (Barnes et Giovenazzo, 1990).

Le filon-couche de Gulf est caractérisé par une différentiation magmatique marquée. Il montre à sa base un mince niveau de pyroxénite qui évolue rapidement vers une péridotite contenant localement un peu de dunite. Au-delà du centre du niveau péridotitique, le pyroxène redevient le minéral principal. On observe plus haut une épaisse séquence de gabbro. La partie sommitale est caractérisée par l’apparition de ferrogabbro et de ferropyroxénite à quartz (Picard et al., 1994).

Le filon-couche de Povungnituk est constitué de deux filons-couches superposés, apparemment séparés par une faille. Le filon-couche basal de Povungnituk 1 est typiquement formé d’une séquence de pyroxénite et de péridotite surmontée d’un mince niveau de gabbro et de ferrogabbro. Le filon-couche supérieur de Povungnituk 2 est plus épais et présente successivement : 1) une pyroxénite basale massive à grain moyen; 2) une épaisse séquence de péridotite avec de nombreux lits intercalés de pyroxénite; 3) une séquence de gabbro mélanocrate, mésocrate et leucocrate à grain moyen; et finalement 4) une épaisse séquence de ferrogabbro à quartz dans la partie supérieure (Picard et al., 1994).

Épaisseur et distribution

Les filons-couches et dykes de la Suite du Lac Esker sont concentrés dans la portion orientale des groupes de Povungnituk et de Chukotat du Domaine Sud de l’Orogène de l’Ungava. Ils sont présents en très faible proportion dans leur partie occidentale.

La plupart des intrusions de type 1 décrites ci-haut sont observées dans la portion orientale des unités sédimentaires du Groupe de Povungnituk, où elles forment des filons-couches d’épaisseur variant entre 130 et 240 m. Les filons-couches ultramafiques différenciés de type 2 sont concentrés dans trois niveaux, soit à la base du Groupe de Povungnituk, soit dans la portion supérieure de ce dernier, ou encore à l’interface des groupes de Povungnituk et de Chukotat. Les conduits ultramafiques de type 3 sont surtout présents à l’interface du Povungnituk et du Chukotat.

Les intrusions sont réparties dans trois niveaux stratigraphiques distincts : 1) l’horizon de Vaillant, à ~8 km au sud du lac du même nom, comprenant les filons-couches de Gulf et de Povungnituk, ainsi que les dykes de Vaillant et Méquillon; 2) l’horizon de Delta contenant les filons-couches de Delta 1 et 3, de Roméo 1 et 2 ainsi que les dykes de Bravo, de Delta 2 et 4; et 3) l’horizon de Raglan, à l’interface des Groupes de Povungnituk et de Chukotat, contenant les conduits nourriciers ultramafiques subvolcaniques de lac Cross, de Katinik, de Donaldson Ouest et de Donaldson Est (Picard et al., 1994).

La puissance des intrusions du lac Esker est variable. Le filon-couche de Roméo 1 comprend une séquence ultramafique basale de 185 m d’épaisseur, mais la puissance de la partie sommitale est inconnue. Le dyke de Bravo a une épaisseur de ~200 m et le filon-couche de Gulf a une épaisseur de 600 m.

Datation

Un âge U-Pb de 1918 +9/-7 Ma a été mesuré sur un cristal de baddeleyite provenant d’un filon-­couche de gabbro et de ferrogabbro (Romeo 1) coupant la Formation de Nuvilik (Parrish, 1989). Cet échantillon a été réanalysé par Bleeker et Kamo (2018) et a donné un âge de 1881,5 ±0,9 Ma. Les dykes minéralisés ont fait l’objet de travaux intensifs de datation. Un gabbro harristique associé au « Footwall Gabbro Sill » de Katinniq qui coupe la Formation de Nuvilik a été daté à 1882,1 ±2,0 Ma (Bleeker et Kamo, 2018). Deux filons-couches de gabbro s’injectant dans les basaltes du Chukotat ont respectivement retourné des âges de 1870 ±4 Ma (St-Onge et al., 1992) et à 1883,0 ±1,7 Ma (Bleeker et Kamo, 2018). Un âge de 1883,6 ±1,0 Ma a également été obtenu dans un gabbro de faciès de bordure du dyke de Méquillon (Bleeker et Kamo, 2020). Le produit de fusion des sédiments de la Formation de Nuvillic (ultra-hornfeld) a également été daté (Bleeker et Kamo, 2020) à 1882 ±1,1 Ma. La mise en place des minéralisations associées à l’horizon de Raglan et associées à « Expo Trend » sont donc synchrones à 1882 ou 1883 Ma.

 

Système isotopiqueMinéralÂge (Ma)(+/-)ÉchantillonLithologieDykeRéférence(s)
U-PbBaddeleyite, zircon1881,50,9SAD-D237-86GabbroRomeo 1 (Cross Lake Sill)Bleeker et Kamo, 2018
U-PbBaddeleyite, zircon1882,12,0BNB-16-035GabbroFootwall Gabbro SillBleeker et Kamo, 2018
U-Pb 1883,01,7 GabbroExpo-UngavaBleeker et Kamo, 2018
U-PbZircon18704 Gabbro St-Onge et al., 1992
U-PbZircon1882,71,5 GabbroFaciès de bordure Expo-UngavaRandall, 2005
U-PbZircon1883,61,0BNB-18-089GabbroMéquillon DykeBleeker et Kamo, 2020
U-PbZircon1882,01,1BNB-19-053AUltra-hornfeld Bleeker et Kamo, 2020

 

Relations stratigraphiques

Des filons-couches de gabbro et de péridotite ont été rapportés dans les formations volcano-sédimentaires de Nuvilik, de Cecilia et de Beauparlant du Groupe de Povungnituk ainsi que dans les basaltes du Groupe de Chukotat (St-Onge et al., 1992). La relation de recoupement a été observée à différents endroits, notamment le dyke de Bravo coupant les quartzites de la partie supérieure du Groupe de Povungnituk, ainsi que le filon-couche composant l’horizon de Delta coupant les formations de Beauparlant et de Cécilia.

Bédard et al. (1984) ont démontré le comagmatisme des complexes de dykes et de filons-couches mafiques et ultramafiques injectés dans les roches du Groupe de Povungnituk avec ceux injectés dans le Groupe de Chukotat. Leur pétrochimie a ensuite été corrélée à celle des basaltes à olivine du Chukotat, suggérant que la Suite du Lac Esker représente un système de conduits nourriciers du Chukotat (Bédard et al., 1984; Thibert et al., 1989; Barnes et Giovenazzo, 1990; Picard et al., 1994).

Deux modèles ont été étudiés par McKevitt et al. (2020) pour expliquer la mise en place de la minéralisation à deux niveaux stratigraphiques différents (dans la Formation de Beauparlant pour Expo Trend et dans la Formation de Nuvilic pour l’horizon de Raglan). Le premier implique un unique évènement magmatique, les dykes d’Expo étant les conduits nourriciers des dykes et des coulées komatiitiques de Raglan situés en aval. Ce modèle est privilégié par Bleeker et Kamo (2020) en ce qui a trait à la synchronicité de la mise en place de la minéralisation vers 1882 ou 1883 Ma aux deux endroits. Le second implique deux évènements magmatiques distincts, mais synchrones, qui se corrèlent mieux avec les considérations géochimiques. En effet, le taux de contamination crustale plus faible à Raglan, le nombre Mg plus élevé à Raglan, et le ratio Ni/Cu plus élevé à Raglan qu’à Expo suggèrent un magma plus chaud, plus magnésien et plus primitif à Raglan qu’à Expo que dans un modèle où les laves de Raglan résultent de l’écoulement vers l’aval du magma d’Expo (McKevitt et al., 2020).

Paléontologie

Ne s’applique pas.

Références

Publications accessibles dans SIGÉOM Examine

LAMOTHE, D., 2007. Lexique stratigraphique de l’Orogène de l’Ungava. MRNF; DV 2007-03, 66 pages, 1 plan.

PICARD, C., TREMBLAY, C., GIOVENAZZO, D., THIBERT, F., 1995. Pétrographie, géochimie et gîtologie des roches plutoniques ultramafiques et mafiques protérozoïques de la partie centrale de la Fosse de l’Ungava : implications sur la distribution des éléments du groupe des platinoïdes. MRN; MB 94-30, 375 pages, 5 plans.

Autres publications

BARNES, S.J., GIOYENAZZO, D., 1990. Platinum-group elements in the bravo intrusion, cape smith fold belt. Northern Quebec. In: Canadian Mineralogist; volume 28, pages 431-449. www.canmin.org/content/28/3/431.full.pdf.

BEDARD, J.H., FRANCIS, D.M., HYNES, A.J., NADEAU, S., 2010. Fractionation in the feeder system at a Proterozoic rifted margin. Canadian Journal of Earth Sciences; volume 21, 489-499. doi:10.1139/e84-052

BLEEKER, W., KAMO, S.L., 2018. Extent, origin, and deposit-scale controls of the 1883 Ma Circum-Superior large igneous province, northern Manitoba, Ontario, Quebec, Nunavut and Labrador. doi:10.4095/306592

BLEEKER, W., KAMO, S.L., 2020. Structural-stratigraphic setting and U-Pb geochronology of Ni-Cu-Co-PGE ore environments in the central Cape Smith Belt. In: Targeted Geoscience Initiative 5: Advances in the understanding of Canadian Ni-Cu-PGE and Cr ore systems – Examples from the Midcontinent Rift, the Circum-Superior Belt, the Archean Superior Province, and Cordilleran Alaskan-type intrusions. Geological Survey of Canada; Open File 8722, pages 65-98. doi.org/10.4095/326882

CIBOROWSKI, T.J.R., MINIFIE, M.J., KERR, A.C., ERNST, R.E., BARAGAR, W.R.A., MILLAR, I.L., 2017. A mantle plume origin for the Palaeoproterozoic circum-superior large Igneous Province. Precambrian Research; volume 294, pages 189-213. doi.org/10.1016/j.precamres.2017.03.001

MCKEVITT, D.J., LESHER, C.M., HOULÉ, M.G., 2020. Regional lithogeochemical synthesis of mafic-ultramafic volcanic and intrusive rocks in the Cape Smith Belt, Nunavik, northern Quebec; in Targeted Geoscience Initiative 5: Advances in the understanding of Canadian Ni-Cu-PGE and Cr ore systems – Examples from the Midcontinent Rift, the Circum-Superior Belt, the Archean Superior Province, and Cordilleran Alaskan-type intrusions, (ed.) W. Bleeker and M.G. Houlé; Geological Survey of Canada; Open File 8722, pages 99-115. doi.org/10.4095/326883

MINIFIE, M.J., KERR, C.K., ERNST, R.E., HASTIE, A.R., CIBOROWSKI, T.J.R., DESHARNAIS, G.,MILLAR, I.L., 2013. The northern and southern sections of the western ca. 1880 Ma Circum-Superior large Igneous Province, North America: the Pickle Crow dyke connection? Lithos; volume 174, pages 217-235.

MUNGALL, J.E., 2007. Crustal contamination of picritic magmas during transport through dikes: the expo intrusive suite, Cape Smith Fold Belt, New Quebec. Journal of Petrology; volume 48, pages 1021-1039. doi:10.1093/petrology/egm009

RANDALL, W., 2005. U-Pb geochronology of the Expo Intrusive Suite, Cape Smith Belt, and the Kyak Bay intrusion, New Quebec Orogen: Implications for the tectonic evolution of the northeastern Trans-Hudson Orogen; M.Sc. thesis, University of Toronto, Toronto, Ontario, 51 pages.

ST-ONGE, M.R., LUCAS, S.B., PARRISH, R.R., 1992. Terrane accretion in the internal zone of the Ungava orogen, northern Quebec. Part 1: Tectonostratigraphic assemblages and their tectonic implications. Canadian Journal of Earth Sciences; volume 29, pages 746-764. doi.org/10.1139/e92-064.

THIBERT, F., PICARD, C., TRZCIENCKI, W., 1989. Pétrologie des filons-couches différenciés Roméo 1 et Roméo 2 dans la partie centrale de la bande du Cap Smith. Geoscience Canada, volume 13, pages 140-144. https://journals.lib.unb.ca/index.php/GC/article/view/3613

 

 

Citation suggérée

Ministère des Ressources naturelles et des Forêts (MRNF). Suite du Lac Esker. Lexique stratigraphique du Québec. https://gq.mines.gouv.qc.ca/lexique-stratigraphique/province-de-churchill/suite-du-lac-esker [cité le jour mois année].

Collaborateurs

Première publication

Guillaume Mathieu, ing., M. Sc. guillaume.mathieu@mern.gouv.qc.ca; Carl Bilodeau, géo., M. Sc. carl.bilodeau@mern.gouv.qc.ca (rédaction)

Mehdi A. Guemache, géo., Ph. D. (coordination); James Moorhead, géo., M. Sc. (lecture critique); Simon Auclair, géo., M. Sc. (révision linguistique); André Tremblay (montage HTML). 

 
18 janvier 2023