Historique et méthodologie

Le Domaine structural de Sainte-Hedwidge a été défini à la suite d’un levé géologique mené par Moukhsil et Daoudene (2019) dans la région du lac des Commissaires (feuillets SNRC 32A01, 32A02, 32A07 et 32A08), au SW du lac Saint-Jean. Son extension vers le nord a été définie à la suite des travaux de cartographie menés par Moukhsil et El Bourki (2020) dans la région de Normandin (feuillets 32A09, 32A10, 32A15 et 32A16), située à l’ouest et au NW du lac Saint-Jean. Selon les travaux de Gosselin et al. (2022), sa bordure orientale a été modifiée suivant l’extension de la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales.

Limites et morphologie

Unités stratigraphiques concernées

Les unités stratigraphiques présentes dans le Domaine structural de Sainte-Hedwidge sont :

– la Suite plutonique de Bardeau (mPbad);

– le Complexe de Barrois (mPboi1 et mPboi4);

- la Suite plutonique de Mimosa (mPmim);

– la Gabbronorite de Claire (mPclr);

- la Suite intrusive de Sainte-Hedwidge (mPshe1 et mPshe2);

– la Suite plutonique de Saint-Méthode (mPstm);

– la Mangérite de Lachance (mPlhc);

– la Séquence supracrustale de Saint-Onge (mPong5).

Caractéristiques structurales

Dans les feuillets 32A07, 32A08, 32A09, et 32A10, la quasi-totalité des affleurements du Domaine structural de Sainte-Hedwidge semble montrer une seule foliation tectonométamorphique bien développée. Cette foliation s’exprime principalement par le rubanement migmatitique ou la gneissosité des roches métasédimentaires et des roches intrusives, ou tout simplement par une foliation minérale diffuse. Parallèlement, la trajectoire en carte de cette foliation semble être continue d’un affleurement à l’autre à l’échelle du domaine. Ceci permet d’attribuer la majorité des mesures de foliation à S_n. En supposant que des fabriques associées à au moins une phase de déformation plus précoce (D_n-1) pourraient être identifiées à l’avenir dans le Domaine structural de Sainte-Hedwidge, la foliation S_n doit être vue comme représentant l’ensemble des foliations qui font référence à la phase chronologique 2 dans les géofiches du domaine. Quelques affleurements mettent en évidence la présence d’une seconde foliation, plus jeune que la première, et dénotée ici S_n+1.

❯ Fabriques principales

La fabrique principale S_n du Domaine structural de Sainte-Hedwidge est une foliation pénétrative à l’échelle régionale. En effet, elle peut être observée dans l’ensemble des unités du domaine, à l’exception probable de la Gabbronorite de Claire. Dans les roches métasédimentaires du Complexe de Barrois, la foliation S_n est marquée par un rubanement migmatitique, ou une gneissosité se caractérisant par l’alternance de niveaux millimétriques à centimétriques leucocrates et mésocrates à mélanocrates. Dans les roches intrusives de la Suite plutonique de Mimosa et la Suite plutonique de Saint-Méthode, la fabrique S_n s’exprime par une foliation tectonométamorphique diffuse soulignée par l’orientation préférentielle des minéraux ferromagnésiens. En revanche, les données structurales disponibles ne permettent pas de préciser si la foliation qui affecte localement les roches mafiques de la Gabbronorite de Claire est associée à la phase de déformation D_n. Dans ces roches, la foliation est souvent marquée par un fort aplatissement des constituants et de ce fait, elle serait plutôt compatible avec la foliation S_n+1 (voir ci-dessous).

La projection stéréographique des mesures de la foliation S_n montre qu’elle est généralement orientée N-S et qu’elle présente un pendage assez variable, mais très fréquemment dirigé vers l’est. Cependant, en carte, la trajectoire de la foliation S_n dessine, dans la partie sud du domaine, des plis serrés à isoclinaux qui expliquent facilement la variabilité des données mesurées.

❯ Autres fabriques

La fabrique S_n est couramment reprise par une seconde foliation tectonométamorphique S_n+1 qui, jusqu’à présent, a été très peu mesurée. Il semblerait qu’une des raisons à ce manquement de prise de mesures réside dans le fait que la majorité des affleurements visités montrent des foliations S_n et S_n+1 avec des plans confondus. La première est la seule systématiquement mesurée puisque c’est de loin la plus évidente. Cependant, certains affleurements montrent que le rubanement migmatitique ou la gneissosité S_n sont parfois boudinés et que les grains de quartz dans les niveaux les plus leucocrates sont généralement aplatis. Ces caractéristiques laissent penser que la foliation S_n+1 est en réalité omniprésente à l’échelle du Domaine structural de Sainte-Hedwidge. Quoi qu’il en soit, dans les charnières des plis régionaux P_n+1 (voir ci-dessous), la présence d’une seconde foliation tectonométamorphique qui crénule généralement la première est indiscutable. Cette foliation S_n+1 est diffuse, mais moins que la première. En affleurement, elle apparaît principalement soulignée par l’aplatissement des grains de quartz et l’orientation préférentielle des feuillets de biotite. Bien qu’il n’existe pratiquement aucune mesure, la fabrique S_n+1 semble être une foliation de plan axial des plis P_n+1.

Une linéation minérale et d’étirement est communément observée dans le Domaine structural de Sainte-Hedwidge. Cette linéation est en particulier soulignée par l’allongement des amas de minéraux ferromagnésiens, et dans une moindre mesure par l’étirement des agrégats quartzofeldspathiques. Dans les faciès les plus déformés, la linéation est dominante sur la foliation, et cette dernière peut-être même localement inexistante (tectonite linéaire). À l’échelle du Domaine structural de Sainte-Hedwidge, la linéation est statistiquement dirigée vers le SE et sa plongée est modérée. En carte, la linéation montre des directions qui sont statistiquement subparallèles aux traces des plans axiaux P_n+1 (voir ci-dessous), sauf dans la partie ouest du domaine. Ceci laisse supposer que la plupart des linéations minérales et d’étirement mesurées sont imputables à la phase de déformation D_n+1.

❯ Plis

En carte, la trajectoire de la foliation S_n dessine des plis P_n+1 serrés à isoclinaux, dont la longueur d’onde est de l’ordre de 5 km et l’amplitude de plusieurs dizaines de kilomètres. Les traces des plans axiaux P_n+1 sont curvilignes et globalement orientées NW-SE; elles deviennent N-S dans la partie ouest du Domaine structural de Sainte-Hedwidge. L’attitude des mesures de foliation (qui reflète majoritairement la forte transposition entre S_n et S_n+1), collectée de part et d’autre des traces des plans axiaux, semble indiquer que les plis P_n+1 sont systématiquement déversés vers le SW. La valeur de pendage des plans axiaux semble comprise entre 50° et 70° en moyenne. À l’échelle de l’affleurement, des plis comparables peuvent être localement observés, en particulier dans les paragneiss du Complexe de Barrois.

L’aspect curviligne des traces des plans axiaux P_n+1 témoigne d’une phase de plissement postérieure. Les plis P_n+2 qui en résultent sont ouverts; ils possèdent une longueur d’onde et une amplitude qui semblent atteindre plusieurs dizaines de kilomètres. Les traces des plans axiaux des plis P_n+2 sont orientées ENE-WSW.

Paramètres géométriques des plis régionaux : 

❯ Relations de recoupement

L’analyse des cartes magnétiques de haute résolution, disponibles dans la région du lac des Commissaires et de Normandin, a permis d’identifier un certain nombre de failles coupant le Domaine structural de Sainte-Hedwidge. L’une des familles de failles est la Zone de cisaillement de Saint-François-de-Sales (Moukhsil et Daoudene, 2019; Gosselin et al., 2022).

Paramètres géométriques des failles régionales coupant le Domaine structural de Sainte-Hedwidge :

❯ Cinématique

Ne s’applique pas.

Style de la déformation

Le Domaine structural de Sainte-Hedwidge montre une déformation polyphasée comprenant au moins deux phases régionales de plissement. La foliation S_n, soulignée par le rubanement migmatitique ou la gneissosité des paragneiss du Complexe de Barrois et de la Suite plutonique de Mimosa, marque la phase de déformation considérée à ce jour comme la plus précoce du domaine. La trajectoire de la foliation S_n dessine des plis serrés à isoclinaux P_n+1, dont les traces des plans axiaux sont orientées NW-SE à N-S, et auxquels est associée une foliation de plan axial S_n+1. Ces caractéristiques structurales indiquent que, dans la partie sud du Domaine structural de Sainte-Hedwidge, la phase de déformation D_n+1 est associée à un épisode de raccourcissement crustal important NE-SW à E-W. Cet épisode est probablement en partie accommodé par un étirement latéral intense des unités affectées. Cette interprétation s’appuie sur l’attitude de la linéation L_n+1 et la présence locale d’une géométrie de plis rappelant des fourreaux, et dont les axes semblent plus ou moins parallèles à la linéation. Finalement, un épisode D_n+2 de déformation compressive orientée NNW-SSE semble avoir légèrement courbé les traces de plans axiaux P_n+1.

Caractéristiques métamorphiques

Une soixantaine d’échantillons choisis, représentatifs des unités stratigraphiques du Domaine structural de Sainte-Hedwidge dans les feuillets 32A07 et 32A08 (Moukhsil et Daoudene, 2019) et dans les feuillets 32A09 et 32A10 (Moukhsil et El Bourki, 2020), ont été étudiés au microscope polarisant afin de définir leurs caractéristiques métamorphiques. Ainsi, les assemblages minéralogiques et les caractéristiques structurales de ces échantillons indiquent que le domaine a enregistré des conditions métamorphiques variant du faciès des amphibolites à celui des granulites.

La présence constante d’orthopyroxène dans les roches felsiques et intermédiaires de la Suite plutonique de Mimosa, ainsi que du clinopyroxène de façon plus sporadique (associé à la biotite et à la hornblende), témoigne des conditions de température typiques du faciès des granulites. Parallèlement, ces roches montrent généralement une taille de grain grossière et une structure interlobée. En effet, les bordures sont souvent bien arrondies entre les grains de quartz et de feldspath. Localement, certains grains de quartz présentent une forme amiboïde. Ces caractéristiques attestent d’un processus de recristallisation dynamique à haute température (Gower et Simpson, 1992). Également, les grains de quartz montrent fréquemment une structure en échiquier qui témoigne du glissement intracristallin combiné le long des directions cristallographiques a et c, durant une déformation à ≥600 °C (Blumenfeld et al., 1986; Gapais et Barabarin, 1986).

Alors que le cœur du domaine montre plutôt des évidences pétrologiques en faveur d’un métamorphisme au faciès des granulites, la bordure le long de laquelle sont principalement distribuées les roches métasédimentaires du Complexe de Barrois se caractérise par des assemblages minéralogiques plutôt attribuables au faciès des amphibolites. Qu’il s’agisse des roches intrusives felsiques à intermédiaires ou métasédimentaires, les assemblages minéralogiques se caractérisent par la présence quasi constante de la biotite et de la hornblende, et par l’absence du pyroxène.

Altérations

Ne s’applique pas.

Caractéristiques géophysiques

La carte du champ magnétique total de haute résolution des feuillets 32A07, 32A08, 32A09 et 32A10 montre que le Domaine structural de Sainte-Hedwidge se caractérise principalement par un patron annulaire, mais avec des régions à susceptibilité magnétique très contrastée. Le cœur de la Suite plutonique de Mimosa, qui correspond approximativement au centre du domaine, montre une susceptibilité magnétique modérée, hétérogène et granulaire. L’anneau qui l’entoure présente une susceptibilité intense, mais discontinue. Cet anneau coïncide approximativement avec la zone de répartition de la Gabbronorite de Claire, le long des bordures est, nord et sud de la Suite plutonique de Mimosa ou le Complexe de Barrois, et avec la bordure de la Suite plutonique de Saint-Méthode. Vers l’extérieur du Domaine structural de Sainte-Hedwidge, le patron magnétique devient plus hétérogène et la susceptibilité est généralement faible à modérée.

Repères chronologiques

Ne s’applique pas.

Références

Publications accessibles dans Sigéom Examine

Autres publications

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Collaborateurs