Grâce à leurs levés de cartographie régionale, Weber et Latulippe (1964) ont été les premiers à décrire les roches volcaniques de façon très détaillée à l’échelle de 1/24 000, sur une base par contre essentiellement lithodémique. Celles-ci étaient auparavant incluses sous l’appellation générale de type « Keewatin » (Weeks, 1935, 1937).

La première mention de l’appellation « Formation du Lac Arthur » dans la nomenclature géologique est attribuée à Labbé (1994). Cet auteur avait amorcé à cette époque la cartographie de la vaste région d’Amos-Barraute, ce qui comprenait une mise à jour des travaux de Weber et Latulippe (1964), de la synthèse géologique d’Imreh (1984) et des travaux d’Otis et Béland (1986). Dans cette version préliminaire de Labbé (1994), il y a création du groupe de Dalquier. Celui-ci est introduit de façon informelle, dans le but de caractériser des unités lithologiques antérieurement associées au Groupe d’Amos (Imreh, 1984; Otis et Béland, 1986), mais présentant des caractéristiques géochimiques différentes des basaltes de ce groupe. Le groupe de Dalquier était constitué de deux unités stratigraphiques distinctes : la rhyolite de Jonpol et la formation du Lac Arthur.

Par la suite, Labbé (1995) redéfinit le groupe de Dalquier en deux formations informelles d’affinité géochimique distincte. Celui-ci comprend alors : 1) la formation de La Morandière, l’unité basale du groupe, affleurant surtout dans la demi-nord du feuillet 32C12 et constituée principalement de basalte d’affinité tholéiitique; et 2) la formation du Lac Arthur (Labbé 1994), dont la superficie est plus importante, composée principalement d’andésite calco-alcaline. La rhyolite de Jonpol est alors incorporée à la formation du Lac Arthur.

Dans une synthèse de ses travaux, Labbé (1998) propose de nouvelles subdivisions stratigraphiques, identifiant deux groupes distincts, soit ceux du Lac Arthur et de La Morandière, lesquels étaient auparavant assignés au rang de formation à l’intérieur du groupe de Dalquier (Labbé, 1995). L’appellation « groupe de Dalquier » a été par conséquent abandonnée.

Les unités constituant le Groupe du Lac Arthur, comprises dans la partie sud du segment Taschereau–Amos–Senneterre ont été décrites sur la base des travaux de Cooke et al. (1931), Weeks (1935), Tremblay (1956), Webber et Latulippe (1964), Imreh (1979, 1984), Vogel et Keating (1979), Ciesielski (1980), Hébert (1981, 1982), Otis et Béland (1986), Labbé (1994, 1995, 1999), Doucet et Dion (1998a, 1998b), Doucet (2000), Faure (2016) ainsi que les travaux du Ministère. Ce groupe se compose de roches volcaniques intermédiaires à felsiques ainsi que de roches intrusives gabbroïques, dioritiques, tonalitiques et granodioritiques. Le métamorphisme régional atteint le faciès des schistes verts.

Groupe du Lac Arthur 1 (nAur1) : Andésite amygdalaire calco-alcaline

Il s’agit de l’unité couvrant la plus grande superficie du Groupe du Lac Arthur. Cette unité occupe principalement les parties centrales des feuillets 32C12-SE, 32D09 et une étroite partie du feuillet 32C11. Elle est composée principalement de coulées andésitiques aphanitiques calco-alcalines montrant les morphofaciès massifs, coussinés et bréchiques. Les coulées individuelles atteignent une épaisseur moyenne variant de 4 m à 10 m. Le morphofaciès coussiné est le plus abondant, les coussins sont peu aplatis, volumineux et peuvent atteindre de 2 m à 3 m de longueur. Les amygdales sont remplies de quartz. Elles sont abondantes (3-6 %) et leur diamètre est variable (2-4 mm). Les coulées montrent une orientation E-W à WNW-ESE et un pendage variant de 60° à 75°. La susceptibilité magnétique de la roche est faible et homogène (Commission Géologique du Canada et al., 2009). La trace du Synclinal de Duverny passe au centre de cette unité.

Groupe du Lac Arthur 2 (nAur2) : Andésite porphyrique calco-alcaline

Cette unité est constituée en majeure partie de coulées andésitiques calco-alcalines porphyriques en plagioclase, localisées à l’intérieur ou aux bordures inférieures et supérieures de l’unité nAur1. Le morphofaciès coussiné est le plus communément observé, les coussins étant de taille comparable (2-3 m de longueur) à ceux de l’unité nAur1. Les amygdales sont par contre peu abondantes (absentes ou jusqu’à 2-3 %). Les coulées varient en puissance allant de quelques mètres à une dizaine de mètres.

Groupe du Lac Arthur 3 (nAur3) : Volcanoclastite intermédiaire à felsique et andésite

Cette unité comprend des proportions égales de volcanoclastites intermédiaires à felsiques (50 %) et de coulées andésitiques (50 %). Les volcanoclastites se présentent en général sous la forme de minces niveaux de quelques dizaines de mètres d’épaisseur dans les feuillets 32C12, 32D09, 32D15 et 32D16. Ces niveaux sont communément mal triés et rarement stratifiés ou granoclassés. Plus précisément, le tuf à lapillis et à blocs est caractérisé par des fragments de roche mafique, intermédiaire ou felsique à structure aphanitique, arrondis à subanguleux, millimétriques à décimétriques, et baignant dans une matrice aphanitique (Labbé, 1995, 1998; Doucet et Dion, 1998b; cette étude). Cette matrice est composée de quartz, de hornblende, de carbonate, de biotite et de minéraux opaques.

Les coulées andésitiques accompagnent localement les niveaux volcanoclastiques. Celles-ci sont massives, rarement bréchiques et caractérisées par une patine d’altération vert moyen, une cassure fraiche vert pâle et une structure aphanitique. Les roches massives montrent une déformation faible à moyenne. Les coulées varient de quelques mètres à une dizaine de mètres de puissance. L’andésite est composée d’amphibole (actinote et très localement de la hornblende), de plagioclase, de quartz et de biotite. L’épidote, le sphène et les minéraux opaques constituent les minéraux accessoires. Certains échantillons montrent une altération moyenne à forte en épidote et une chloritisation dont l’intensité est très variable.

Toutes ces lithologies forment des unités beaucoup plus volumineuses et mal différenciées dans les feuillets 32D09, 32D10, 32D14, 32D15 et 32D16 (Doucet et Dion, 1998a, 1998b; Doucet, 2000).

Groupe du Lac Arthur 4 (nAur4) : Andésite et basalte calco-alcalins

Cette unité constitue la base du Groupe du Lac Arthur (Labbé, 1994, 1995, 1998). Elle affleure dans les feuillets 32C12, 32D09, 32D10, 32D14 et 32D15. On observe des coulées massives et coussinées, aphanitiques et peu vésiculaires, similaires à celles de l’unité nAur1. La présence de coulées basaltiques est par contre beaucoup plus commune.

Groupe du Lac Arthur 5 (nAur5) : Rhyolite et volcanoclastite felsique

Cette unité occupe la partie supérieure du Groupe du Lac Arthur. Elle se compose de rhyolite, plus localement de dacite, et de matériel volcanoclastique felsique. Ces roches volcaniques felsiques (rhyolite porphyrique à quartz et plagioclase) affleurent particulièrement au NE de la ville d’Amos (partie centrale du feuillet 32D09). L’unité est historiquement connue sous le nom de « rhyolite de Jonpol » (Labbé, 1994, 1995). Ce niveau particulier contient les zones minéralisées en cuivre d’Amos Mine (Jay Copper) et de Zone Jay Copper.

Groupe du Lac Arthur 6 (nAur6) : Volcanoclastite intermédiaire, mudstone et siltstone à graphite-pyrite

Cette unité se présente sous la forme de minces niveaux de quelques dizaines de mètres d’épaisseur dans le feuillet 32D14 (Doucet et Dion, 1998a, 1998b; Doucet, 2000) et 32D11. Ces niveaux sont constitués de matériel volcanique fragmentaire de composition intermédiaire, accompagnés et/ou surmontés de séquences de mudstone et de siltstone riches en graphite et pyrite. La réponse de ces séquences particulières sur les levés électromagnétiques est très bonne (Commission Géologique du Canada et al., 2009).

Groupe du Lac Arthur 7 (nAur7) : Dacite massive et bréchique

Cette unité se retrouve dans les feuillets 32D09, 32D15 et 32D16 (Otis et Béland, 1986; Labbé, 1994, 1995, 1998). Elle prend place dans la partie supérieure de ce groupe et est comprise dans l’ensemble nAur4. L’unité nAur7 se compose de dacite porphyrique à phénocristaux de plagioclase, montrant les morphofaciès suivants : massif, brèche de carapace, lobé et fragmentaire. La matrice et le matériel fragmentaire entourant ces lobes sont constitués de hyaloclastite. Les affleurements 19-PP-382 et 19-JM-582, situés dans la partie NW du feuillet 32C12-SE, en constituent de bons exemples.

Les dacites montrent une patine brun chamois à blanc verdâtre et une cassure fraiche vert clair. Certaines coulées sont vésiculaires (lithophyses) et amygdalaires. Les amygdales de quartz peuvent constituer localement 5 % (jusqu’à 30 %) du volume de la roche, leur diamètre varie de 2 mm à 2 cm. Un autre aspect caractéristique de ces dacites est la présence d’une multitude de fractures de refroidissement subparallèles à la surface d’écoulement. Ces fractures sont remplies de quartz microcristallin, formant des lamines blanchâtres de 2 mm à 3 mm d’épaisseur qui procurent un aspect zébré à la coulée. Les vésicules sont millimétriques à centimétriques et contiennent localement de la pyrite. Les dimensions totales des ensembles de coulées et/ou de lobes endogènes sont difficiles à déterminer, mais ceux-ci ont au moins plusieurs dizaines de mètres d’épaisseur. Les dimensions des lobes individuels varient de 40 cm à 60 cm d’épaisseur sur 1 m à 4 m de longueur.

Otis et Béland (1986) ont observé la présence de dykes gabbroïques de faible épaisseur (0,1-2 m) qui coupent certaines coulées dacitiques. Ces gabbros pourraient possiblement s’avérer les dykes nourriciers des coulées mafiques sus-jacentes aux dacites encaissantes. Otis et Béland (1986) ont également observé des dykes subconcordants de porphyre quartzofeldspathique de faible puissance (2-20 m), lesquels se sont injectés dans ces dacites, principalement le long de l’axe du Synclinal de Duverny.

Ces caractéristiques, considérées collectivement, permettent d’interpréter dans ce secteur (dans les environs de l’affleurement 19-JM-582) la présence d’un complexe effusif proximal dans le coin NW du feuillet 32C12-SE. L’altération en séricite est la plus commune, mais de faible intensité. Plusieurs autres niveaux de roche volcanique felsique lenticulaires, de volume moindre, sont observés dans cette région. Cette unité est affectée par le Synclinal de Duverny.

Groupe du Lac Arthur 8 (nAur8) : Wacke et tuf intermédiaire

Des unités de wacke et de tuf intermédiaire sont comprises dans les roches volcaniques situées au NE et au SW du Batholite de Guyenne (feuillets 32D10 et 32D15, voir Doucet et Dion, 1998a). Les unités situées au NE se composent de tuf intermédiaire laminé foncé, de siltstone gris pâle et de mudstone gris foncé généralement plissés et métamorphisés, de façon intense localement. Il n’y a pas de graphite ou de pyrite accompagnant ces lithologies. Doucet et Dion (1998a) suggèrent que ces unités pourraient se poursuivre du côté NE du Batholite de Guyenne, puisque des lits relativement comparables se situent dans le coin NE du feuillet 32D10.