Historique et méthodologie

Les travaux de Bandyayera et al. (2010) évoquaient déjà la présence sur les cartes aéromagnétiques d’une importante faille régionale définissant le contact entre les sous-provinces d’Opinaca et de La Grande, dans le secteur à l’est du réservoir Opinaca.

La Zone de cisaillement de Prosper (CSpro) a été formellement définie par Côté-Roberge et al. (2021) à la suite d’un levé géologique mené dans la région du lac Conviac à l’été 2021.

Lors des travaux de cartographie de la région du lac Cadet, Côté-Roberge et Chartier-Montreuil (2022) prolongent la zone de cisaillement vers le NW. Ils changent l’étiquette de la Zone de cisaillement de Prosper de ZCpro à CSpro pour mieux refléter sa nature. En effet, il s’agit surtout d’une discontinuité linéaire visible sur les cartes aéromagnétiques (D’Amours, 2011) et repérable par un saut dans les faciès métamorphiques que d’une zone cisaillée de plusieurs centaines de mètres d’épaisseur. 

La zone de cisaillement tire son nom de la gorge Prosper, située sur le cours de la rivière Eastmain (partie centre-est du feuillet SNRC 33B02).

Limites et morphologie

Unités stratigraphiques concernées

Les unités stratigraphiques et lithodémiques affectées par la Zone de cisaillement de Prosper sont :

• le Complexe de Laguiche (nAlgi3a et nAlgi4a);
• la Formation de Prosper (nAprp1 et nAprp1a);
• la Formation de Low (nAlow2);
• la Suite de Féron (nAfer2);
• l’Intrusion de Bauerman (nAbau);
• le Pluton d’Uskawasis (nAusk1 et nAusk2).

Caractéristiques structurales

La description suivante repose sur les observations géologiques recueillies lors de la cartographie géologique des étés 2021 et 2022 (Côté-Roberge et al., 2021; Côté-Roberge et Chartier-Montreuil, 2022) ainsi que sur l’analyse des cartes du levé aéromagnétique régional (D’Amours, 2011).

Les affleurements situés à proximité et affectés par la Zone de cisaillement de Prosper sont peu nombreux et de piètre qualité, ce qui limite sa caractérisation. Néanmoins, ceux disponibles montrent que les roches présentent des fabriques pouvant être associées à minimalement deux phases de déformation. La fabrique la plus ancienne (S_n), attribuée à la phase de déformation régionale D₂, est celle généralement observée en affleurement sur toute la longueur de la zone de cisaillement. S_n est reprise localement par une fabrique S_n+1, associée à un plissement d’orientation E-W et attribuée à une phase de déformation subséquente (D_n+1) correspondant régionalement à D₃. Cette dernière phase est davantage visible sur les cartes aéromagnétiques qu’en affleurement.

❯ Fabriques principales

La fabrique principale S_n le long de la Zone de cisaillement de Prosper se manifeste dans les métatexites et diatexites du Complexe de Laguiche (nAlgi3a et nAlgi4a), à la fois sous la forme d’un rubanement migmatitique et d’une forte foliation. Le rubanement migmatitique donne aux roches une structure stromatique particulièrement bien marquée qui s’exprime par une alternance de bandes centimétriques de mobilisat et de matériel restitique. L’orientation préférentielle des feuillets de biotite est responsable de la foliation observée. 

Ce même type de fabrique est observé dans les formations de Prosper et de Low. La foliation est également matérialisée par l’orientation préférentielle des feuillets de biotite, mais aussi des amas de hornblende millimétriques. En revanche, le rubanement migmatitique est moins présent.

Dans les roches felsiques et intermédiaires de l’Intrusion de Bauerman, du Pluton d’Uskawasis et de la Suite de Féron, la fabrique S_n est principalement discernable par une foliation minérale tectonométamorphique soulignée par l’orientation préférentielle des minéraux ferromagnésiens (biotite et hornblende). Un aplatissement des grains de quartz et un début de gneissosité sont remarqués sur les affleurements les plus déformés.

Les quelques mesures de la foliation S_n acquises lors des levés cartographiques des régions des lacs Conviac et Cadet (Côté-Roberge et al., 2021; Côté-Roberge et Chartier-Montreuil, 2022) sont présentées dans un stéréogramme accessible dans le tableau ci-dessous. L’orientation des plans varie le long de la zone de cisaillement, soit du NE-SW à E-W. Les pendages sont aussi très variables et dirigés autant vers le nord que vers le sud. Un plan moyen n’a pas été calculé étant donné la grande variabilité des mesures.

Une seule linéation minérale secondaire a été mesurée le long de la Zone de cisaillement de Prosper (affleurement 2022-WM-2083). Elle montre un plongement modéré, oblique à la direction du pendage et dirigé vers l’ESE.

❯ Autres fabriques

Aucune évidence d’une fabrique tectonométamorphique associée à une phase de déformation antérieure ou postérieure à S_n n’a été observée en affleurement ou en lame mince. Par contre, l’analyse des cartes aéromagnétiques (D’Amours, 2011) montre que la Zone de cisaillement de Prosper est localement affectée (feuillet 33B02) par une série de grands plis et de cisaillement E-W.

❯ Plis

La répartition en deux groupes des mesures de la foliation S_n de même que le tracé de la Zone de cisaillement de Prosper en carte indiquent que cette fabrique est affectée par un plissement P_n+1 (particulièrement dans la partie NE du feuillet 33B02).

❯ Relations de recoupement

L’imagerie aéromagnétique (D’Amours, 2011) semble indiquer que la Zone de cisaillement de Prosper est coupée par des zones de déformation postérieures, d’orientation E-W et rectilignes.

❯ Cinématique

Aucun indicateur cinématique localisé dans un plan perpendiculaire à la foliation S_n et parallèle à la linéation L_n n’a été reconnu dans la Zone de cisaillement de Prosper. Un affleurement présente une structure de type C-S impliquant un mouvement apparent dextre en surface. Au niveau régional, la zone de cisaillement constitue le prolongement d’une importante zone de cisaillement NW-SE à E-W, à mouvement dextre, qui sépare l’Opinaca et le La Grande. Ce mouvement a été déduit à partir de l’interprétation des images du gradient ternaire du champ magnétique total (Cleven et al., 2020). Un pluton déformé coupé par cette zone de cisaillement montre également des indicateurs cinématiques dextres de type δ (Cleven et al., 2020).

Style de la déformation

L’absence d’indicateur de mouvement clair et le nombre limité d’observations structurales disponibles ne permettent pas de préciser avec certitude le sens du mouvement de la Zone de cisaillement de Prosper ni le style de la déformation qui y est associé. La nature fortement migmatitisée et une déformation à haute température des roches le long de la CSpro pourraient expliquer l’hétérogénéité du degré de déformation.

Le contexte régional, le pendage vers le nord de la zone de cisaillement, ainsi que l’âge et le grade métamorphique des domaines qu’elle sépare semblent impliquer une histoire polyphasée.

En effet, la Zone de cisaillement de Prosper juxtapose, à un même niveau topographique, les roches fortement métamorphisées du Complexe de Laguiche et les roches de plus bas grade métamorphique des formations de Prosper et de Low. Selon les âges généralement attribués aux sous-provinces, les roches du Complexe de Laguiche (Sous-province d’Opinaca) sont plus jeunes que celles des formations de Prosper et de Low (Sous-province de la Grande). Il est donc possible que la Zone de cisaillement de Prosper ait d’abord agi comme faille normale, lors d’une phase D_n-1 non observée sur le terrain, pour permettre l’enfouissement des roches plus jeunes de la Sous-province d’Opinaca à de plus grandes profondeurs que celles plus vieilles de la Sous-province de La Grande. Cette première étape permettrait d’expliquer le grade métamorphique plus élevé des roches de l’Opinaca par rapport à celles du La Grande. Un mouvement inverse, contemporain de la déformation D_n durant un épisode de raccourcissement N-S, aurait ensuite permis l’exhumation du Complexe de Laguiche et, plus généralement, du Domaine de Conviac et de la Sous-province d’Opinaca.

Finalement, des zones de cisaillement E-W plus tardives et de faible pendage vers le nord reprennent à quelques endroits la Zone de cisaillement de Prosper, causant localement le plissement de son tracé (partie NW du feuillet 33B02).

Caractéristiques métamorphiques

La Zone de cisaillement de Prosper se situe à la frontière entre deux sous-provinces au conditions métamorphiques distinctes. Elle marque un saut métamorphique entre, d’une part, les domaines structuraux de Conviac et d’Achiyaskunapiskuch, qui sont caractérisés par la présence de l’orthopyroxène typique du faciès métamorphique des granulites et, d’autre part, les domaines structuraux de Bauerman et de Lichteneger portés au faciès supérieur des amphibolites.

Au nord de la Zone de cisaillement de Proper, dans le Domaine structural de Conviac, la transition vers le faciès des granulites est marquée par l’abondance de mobilisat en affleurement ainsi que la présence en lame mince de l’orthopyroxène, de symplectites de biotite-plagioclase et de grenat péritectique dans les paragneiss, les métatexites et les diatexites du Complexe de Laguiche, qui ont été confirmés par les observations pétrographiques des levés Cadet et Conviac (Côté-Roberge et al., 2021 et Côté-Roberge et Chartier-Montreuil, 2022). Les roches intermédiaires de l’Intrusion de Bauerman montrent également de nombreux signes de migmatitisation à proximité de la Zone de cisaillement de Prosper.

Au sud de la Zone de cisaillement de Proper, la diminution de la proportion de mobilisat dans les paragneiss des formations de Prosper et de Low, l’absence d’orthopyroxène et les assemblages de minéraux indicateurs à sillimanite-cordiérite indiquent que les domaines structuraux de Bauerman et de Lichteneger ont porté au faciès supérieur des amphibolites.

Altérations

Non observées.

Caractéristiques géophysiques

La carte du tilt du champ magnétique total de haute résolution (D’Amours, 2011) dans la région du lac Conviac montre que la Zone de cisaillement de Prosper constitue la frontière entre deux patrons magnétiques distincts. La Sous-province d’Opinaca, au nord de la zone de cisaillement, présente généralement une signature magnétique rubanée ou lobée, tandis qu’au sud, les grands ensembles intrusifs de la Sous-province de La Grande se distinguent par une texture isotrope et chagrinée (Lavoie, 2017). Le tracé de la zone de cisaillement suit la discontinuité entre ces deux types de grain textural et délimite ainsi les textures magnétiques représentatives de chacune des sous-provinces.

Repères chronologiques

À ce jour, aucun âge absolu ne permet de préciser l’âge de la Zone de cisaillement de Prosper. Néanmoins, l’âge de mise en place des intrusions de la Suite de Féron, obtenu sur des échantillons provenant de plutons éloignés de la zone de cisaillement dans la région du lac de la Frégate, est daté entre 2710,4 Ma et 2701,5 Ma (Augland et al., 2016; David, 2020a et 2020b). Cette unité étant fortement déformée le long de la zone de cisaillement, l’épisode de déformation D_n doit être postérieur à ~2701 Ma.

De plus, l’âge de la migmatitisation des paragneiss, des métatexites et des diatexites du Complexe de Laguiche est communément évalué autour de 2670 Ma (Morfin et al., 2013; Côté-Roberge, 2018). La migmatitisation doit être synchrone ou antérieure à D_n.

Références

Publications accessibles dans SIGÉOM Examine

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