Les travaux sur la Formation de Waconichi aboutissent notamment à une distinction entre les faciès Lemoine et Queylus (Daigneault et Allard,1990; p. 113) : « Nous définissons ainsi le Waconichi de type Lemoine qui regroupe essentiellement les roches de composition rhyolitique se situant dans le pourtour du pluton de Chibougamau et le Waconichi de type Queylus qui regroupe les roches essentiellement pyroclastiques à l’interface des Formations d’Obatogamau et de Gilman ». Le nom de Membre de Lemoine est associé au canton de Lemoine et à la mine de sulfures massifs volcanogènes (SMV) du même nom. Une synthèse lithostratigraphique du secteur de la mine Lemoine, réalisée à partir d’une cartographie détaillée et de l’analyse multiparamétrique de forages (Lafrance et al., 2006; Roy et al., 2007; Boulerice et al., 2014; Mercier-Langevin et al., 2014; Ross et al., 2013; Ross et al., 2014), mène à une division informelle du Membre de Lemoine en parties inférieure et supérieure et permet de reconnaître jusqu’à dix sous-unités informelles.

Une description détaillée des unités du Membre de Lemoine apparaît dans le rapport de Daigneault et Allard (1990) à la page 117 : « Les roches de cette unité contiennent généralement de 2 à 10% de phénocristaux de quartz et de plagioclase. Le quartz est plus abondant, constituant en moyenne plus de 70% des phénocristaux. Leur diamètre est plus petit que celui qui caractérise les porphyres rhyolitiques, variant autour de 1 mm. L’interprétation de ces roches comme des coulées est difficile à démontrer avec certitude. L’unité se caractérise par la présence de structures de fluidité comme les lignes d’écoulement (flow lines), bien développées et qui parfois ressemblent beaucoup à un litage primaire. On y observe des bandes riches en séricite qui se caractérise par une concentration importante de cavités subsphériques interprétées comme des vésicules. Les bandes sont peu épaisses (4 à 8 cm) et contiennent près de 30% de vésicules dont le diamètre moyen est de 1 cm mais atteint parfois quelques centimètres. La zone de bordure est caractérisée par une teinte crème attribuable probablement au contenu important en séricite. Ces bandes imitent presque la stratification dans les tufs. La géométrie irrégulière et fermée définie par les bordures nous empêche toutefois de retenir cette interprétation. La dimension des structures lobées peut atteindre 10 mètres. Certaines ont moins d’un mètre. Les plus grosses ont une forme irrégulière et les plus petites sont généralement elliptiques. Il est possible qu’un dôme rhyolitique émergeant produise ce type de structure par bourgeonnement de la masse rhyolitique chaude au contact de l’eau. La grande viscosité du liquide rhyolitique pourrait être responsable des géométries complexes que ces structures décrivent et qui s’apparentent à des lobes. ».

Le Membre de Lemoine est divisé en deux unités informelles en se basant sur le changement d’affinité géochimique des roches volcaniques de part et d’autre de l’amas sulfuré représenté par le dépôt minéralisé de la mine Lemoine (Ross et al., 2014). L’unité inférieure du Membre de Lemoine (nAlem1) est formée des six sous-unités basales, alors que les quatre sous-unités du sommet sont regroupées dans l’unité supérieure du Membre de Lemoine (nAlem2).

Membre de Lemoine 1 (nAlem1) : Unité inférieure

Membre de Lemoine 1a (nAlem1a) : Dacite à phénocristaux de quartz et de plagioclase

La base de l’unité inférieure du Membre de Lemoine est formée de la sous-unité nAlem1a. Il s’agit d’un niveau de dacite à phénocristaux de quartz bleuté (2 à 10 %, 2 à 6 mm de diamètre) et de plagioclase (3 à 10 %, 1 à 5 mm de diamètre) similaire à la sous-unité nAlem1e, mais avec un contenu significativement plus élevé en Zr (500 à 800 ppm Zr; voir la figure 5 de Lafrance et al., 2006). Les phénocristaux de quartz sont typiquement plus petits et moins abondants que les cristaux de plagioclase (Boulerice et al., 2013). Les hyaloclastites, les bordures de lobes et les structures d’écoulement laminaire reconnues en forage et en affleurement indiquent que cette unité est d’origine extrusive (Riverin et Boily, 2003; Ross et al., 2014). L’unité présente localement une intense altération hydrothermale en chlorite-séricite et constitue donc une cible intéressante pour la recherche d’amas sulfurés comparables à celui de la mine Lemoine (Riverin et Boily, 2003; Boulerice et al., 2014).

Membre de Lemoine 1b (nAlem1b) : Dacite et rhyolite porphyriques à phénocristaux de quartz, roches volcanoclastiques dérivées

La sous-unité nAlem1b est constituée de dacite et de rhyolite à phénocristaux de quartz (2 à 5 %, 1 à 2 mm de diamètre) qui se présentent sous la forme de coulées massives, de dômes hypovolcaniques, de filons-couches et de dykes (Lafrance et al., 2006). La partie sommitale de cette sous-unité est caractérisée par la présence de lentilles de roches volcanoclastiques de même composition (Mercier-Langevin et al., 2014). La sous-unité nAlem1b a une épaisseur variant de 200 à 500 m et constitue le mur du gisement de SMV de la mine Lemoine (Ross et al., 2014). Elle présente une altération hydrothermale pénétrante et étendue spatialement qui se manifeste par des assemblages à : a) séricite-carbonate, b) séricite-chlorite, et c) chlorite-séricite-chloritoïde. Une quatrième association composée de chlorite-séricite-calcite forme des bandes centimétriques à métriques qui coupent les autres assemblages. Les minéraux d’altération ont été reconnus à l’aide d’observations macroscopiques et de la géochimie conventionnelle (Mercier-Langevin et al., 2014). La présence de mica blanc, de chlorite et de carbonates, parfois difficiles à identifier à l’œil nu, a été confirmée par l’utilisation de la spectrométrie dans le domaine de l’infrarouge proche et du visible (Ross et al., 2014).

Membre de Lemoine 1c (nAlem1c) : Dacite, rhyolite et roches volcanoclastiques dérivées

La sous-unité nAlem1c consiste en un ensemble de dacite et de rhyolite aphyriques associées à des roches volcanoclastiques de même composition (Lafrance et al., 2006). Dans la portion est de l’unité inférieure du Membre de Lemoine, elle recouvre la sous-unité nAlem1b.

Membre de Lemoine 1d (nAlem1d) : Basalte, andésite et roches volcanoclastiques dérivées

La sous-unité nAlem1d est composée de coulées de basalte et d’andésite aphyriques et de roches volcanoclastiques dérivées dont l’épaisseur peut atteindre 100 m (Lafrance et al., 2006; Ross et al., 2014; Mercier-Langevin et al., 2014). Elle est sus-jacente aux sous-unités nAlem1b et nAlem1c.

Membre de Lemoine 1e (nAlem1e) : Dacite porphyrique à phénocristaux de quartz et de plagioclase

Dans la portion sommitale de l’unité inférieure du Membre de Lemoine, la sous-unité nAlem1e est constituée de dacite à phénocristaux de quartz (7 à 8 %, 1 à 2 mm de diamètre) et de plagioclase (3 à 7 %, 1 à 3 mm), invariablement d’apparence massive en forage, ce qui suggère une origine intrusive.

Membre de Lemoine 1f (nAlem1f) : Andésite et dacite à phénocristaux de quartz et de plagioclase

La sous-unité nAlem1f apparaît sous la forme de dômes hypovolcaniques de composition andésitique à dacitique et de filons-couches dacitiques caractérisés par des phénocristaux de quartz bleuté (2 à 10 %, 2 à 6 mm de diamètre) et de plagioclase (3 à 10 %, 1 à 5 mm de diamètre). Les contacts discordants, ainsi que le faible degré d’altération hydrothermale, suggèrent une origine intrusive (Ross et al., 2014). Deux dykes de dacite de moins de 5 m d’épaisseur particulièrement riches en phénocristaux de quartz et de plagioclase ont également été reconnus dans le secteur de la mine Lemoine.

Membre de Lemoine 2 (nAlem2) : Unité supérieure

Membre de Lemoine 2a (nAlem2a) : Andésite à rhyolite, tuf à cristaux, porphyres dacitiques

La base de l’unité supérieure du Membre de Lemoine est caractérisée par la sous-unité nAlem2a qui regroupe des dacites porphyriques, des tufs à cristaux de quartz (5 à 10 %, 3 à 8 mm de diamètre) et de plagioclase (10 à 20 %, 2 à 5 mm de diamètre), ainsi que des porphyres andésitiques à dacitiques (Roy et al., 2007). Cette sous-unité de 175 m d’épaisseur forme le toit du gisement de la mine Lemoine (Riverin et Boily, 2003). Les lobes et les structures d’écoulement laminaire indiquent la nature effusive d’une partie de l’unité (Lafrance et al., 2006). L’altération hydrothermale à albite-quartz caractérise la partie proximale du gisement, tandis que l’assemblage à chlorite-séricite est reconnu dans la partie distale de la sous-unité nAlem2a (Mercier-Langevin et al., 2014).

Membre de Lemoine 2b (nAlem2b) : Basalte à andésite

La sous-unité nAlem2b comprend des basaltes et des basaltes andésitiques massifs et coussinés. La morphologie des coussins dans cette unité (feuillet 32G16-200-0102) indique une polarité stratigraphique vers le sud (Martin et Stewart, 1999).

Membre de Lemoine 2c (nAlem2c) : Dacite porphyrique

Quelques lentilles de dacite porphyrique appartenant à la sous-unité nAlem2c, ainsi que des filons-couches gabbroïques comagmatiques, viennent augmenter l’épaisseur de la sous-unité de basalte dont la puissance maximale est estimée à 1,5 km (Lafrance et al., 2006; Ross et al., 2014; Mercier-Langevin et al., 2014).

Membre de Lemoine 2d (nAlem2d) : Diorite

Des filons-couches de diorite, assignés à la sous-unité nAlem2d, étaient antérieurement interprétés comme étant cogénétiques à la sous-unité nAlem1d. Ces filons-couches possèdent toutefois une géochimie distincte et coupent plusieurs unités du Membre de Lemoine, ce qui démontre une origine plus tardive (Ross et al., 2014).