Séance 1 : Travaux d’acquisition de connaissances géoscientifiques de Géologie Québec et de ses partenaires universitaires – Nunavik

Auteurs : Guillaume Mathieu, Marc-Antoine Vanier et Thomas Debruyne (MERN)

La campagne de terrain de l’été 2021 a touché la région du lac Spartan. Les demies est des feuillets 35G10 et 35G15 ont été cartographiées à une échelle hybride entre le 1/20 000 et le 1/50 000. La géologie de cette région est constituée de trois ensembles de roches paléoprotérozoïques : (1) roches volcaniques de composition mafique et complexe intrusif mafique lité (Groupe de Watts); (2) roches sédimentaires (Groupe de Spartan); et (3) roches intrusives (suites précoces d’Illuinaqtuut, de Vanasse, de Foucault et d’Ippialuit; et suites ou plutons tarditectoniques de Sirluaq, de Niqituraaqiaruk et de Tiriranniatuuq).

Une discordance est présente au contact entre les roches volcaniques du Groupe de Watts et les roches sédimentaires du Groupe de Spartan. La Faille d’Ombilic, définie à la suite de ce levé, coïncide avec cette discordance. Plus au nord, la Zone de cisaillement inverse de Kuuk, également introduite lors de ces travaux, marque le passage des roches mafiques intrusives du Groupe de Watts aux intrusions précoces des suites de Foucault et de Vanasse. Cette zone de cisaillement affecte principalement les leucogabbros du Groupe de Watts. Elle se trouve en continuité avec le Domaine structural d’Inaaq caractérisé par des plis à plan axial NE-SW déversés vers le SE qui reprennent des plis droits à déversés à trace axiale E-W et à faible plongement vers l’ouest. La superposition de ces plis forme un schéma d’interférence hybride entre le type 2 et le type 3.

Le potentiel minéral de région est associé à trois épisodes de minéralisation : (1) des minéralisations primaires d’origine exhalative ou magmatique; (2) des minéralisations liées à une remobilisation mésothermale à épithermale; et (3) des minéralisations magmatiques et métasomatiques associées à des plutons post-tectoniques. L’épisode 1 est principalement représenté par les minéralisations exhalatives de Cu-Zn ou les minéralisations magmatiques de Cr, Fe-Ti-V ou Cr-Cu-Ni-Co associées aux intrusions mafiques à ultramafiques. L’épisode 2 est responsable de la remobilisation des minéralisations du premier épisode et de la mise en place d’une variété de veines principalement à quartz et carbonate montrant un contenu anomal en Au-Ag. Finalement, l’épisode 3 est associé à des valeurs anomales en Cu-Co dans une cornéenne au pourtour du Pluton de Tirianniatuuq, un contexte favorable au développement d’un skarn.

Auteurs : Sacha Lafrance, Carl Guilmette (U. Laval), Guillaume Mathieu (MERN), Jean H. Bédard (CGC-Québec)

Cette étude présente les relations de terrain, la géochimie et la géochronologie d’un terrane exotique au cœur de l’Orogène de l’Ungava : le Groupe de Watts. Ces roches datées à 1998 Ma et connues sous le nom « d’ophiolite de Purtuniq », ont été interprétées comme l’un des plus vieux fragments obduits de lithosphère océanique sur Terre. Des travaux antérieurs ont décrit le Groupe de Watts comme un empilement composé d’une séquence de basalte coussiné, d’un complexe de dykes en feuillet et d’une suite plutonique cumulative mafique et ultramafique. Ces lithologies ignées, métamorphisées jusqu’au faciès des amphibolites, ont été imbriquées par des chevauchements hors séquence lors de l’Orogène de l’Ungava. La présence d’un complexe de dykes en feuillet génétiquement lié à la séquence de basalte coussiné sus-jacent est interprétée comme une preuve que l’ophiolite de Purtuniq s’est formée dans une dorsale océanique, suggérant des processus actifs d’expansion du plancher océanique et de marge convergente dans un passé aussi lointain que 2,0 Ga. Cela fournit ainsi un âge minimal au début de la tectonique des plaques modernes.

Il existe toutefois une hypothèse concurrente pour expliquer la formation du Groupe de Watts qui favorise que celui-ci représente plutôt un plateau océanique associé à la Province ignée Minto-Povungnituk, invalidant ainsi la relation entre le Groupe de Watts et la tectonique des plaques modernes. Le MERN, qui finance ce projet, a entrepris une campagne de cartographie décennale pour revisiter l’Orogène de l’Ungava. Afin de pouvoir caractériser le Groupe de Watts et de déterminer son environnement géodynamique de formation, cette étude applique une approche analytique intégrée, incluant la cartographie géologique, la géochimie des éléments majeurs et en traces et les analyses géochronologiques et isotopiques. La discrimination géochimique de l’environnement géodynamique de formation a été effectuée par l’examen des rapports des éléments en traces immobiles ainsi que par des modélisations pétrologiques. Les résultats préliminaires indiquent que les roches volcaniques mafiques sont tholéiitiques et de composition N-MORB à P-MORB, alors que le complexe de dykes en feuillets présente une composition comparable à celles des arcs volcaniques ou qui implique une contamination crustale. Ces nouvelles données n’appuient pas l’hypothèse que le complexe de dykes en feuillets soit cogénétique avec la séquence de basalte. Les nouveaux résultats des modélisations pétrologiques et des analyses géochronologiques et isotopiques permettront de mieux préciser l’origine du Groupe de Watts, qui pourrait s’avérer ne pas être exotique du tout.

Auteurs : Antoine Godet, Carl Guilmette (U. Laval), Loïc Labrousse (Université Sorbonne), Matthijs A. Smit, Jamie A. Cutts (UBC), Donald W. Davis (University of Toronto), Isabelle Lafrance, Marc-Antoine Vanier et Benoit Charette (MERN)

Le matériel de croûte moyenne exhumée dans le sud-est de la Province du Churchill (SEPC), une branche de l’Orogène transhudsonnien (OTH) coincée entre les cratons du Supérieur et nord-atlantique affleurant au Québec et au Labrador, permet d’examiner les styles tectonométamorphiques au Paléoprotérozoïque. L’étude de ces séquences supracrustales utilise une approche pétrochronologique quantitative combinant les observations de terrain, la pétrographie, la microcartographie élémentaire, la géochimie des éléments majeurs et en traces, la modélisation des équilibres de phases et la géochronologie (Lu-Hf sur grenat et U-Pb sur zircon, monazite et rutile). Ces travaux devraient permettre de définir des trajectoires Pression-Température-temps-Chimie-Déformation (P-T-t-X-D) et de quantifier le métamorphisme prograde et rétrograde, l’initiation, la durée et les conditions d’épisodes de fusion partielle, ainsi que les taux d’enfouissement et d’exhumation. Les résultats devraient contribuer à une meilleure compréhension des processus accrétionnaires actifs au cœur des orogènes et permettront à la fois d’estimer l’initiation de la collision continentale, d’étudier la nature des terranes granulitiques et de discuter du comportement des géochronomètres lors des épisodes d’anatexie prolongés.

L’empreinte métamorphique de l’OTH est diachrone à travers le SEPC. Elle est principalement enregistrée dans les deux ceintures orogéniques du SEPC, les orogènes du Nouveau-Québec (ONQ) et des Torngat. On estime l’âge de la collision continentale à ~1885 Ma dans l’Orogène des Torngat, ce qui implique que la marge occidentale du craton nord-atlantique n’a pas été remobilisée durant cet épisode. Le collage des domaines de Kuujjuaq et de George, deux blocs crustaux du centre de la province, est daté à ~1836 Ma. La collision continentale dans l’ONQ est estimée autour de 1800 Ma et est associée au développement d’une discontinuité tectonométamorphique entre la plaque supérieure de l’Orogène du Nouveau Québec (Domaine de Kuujjuaq) et son bassin d’avant-pays (Zone de Rachel-Laporte) en réponse au raccourcissement. Une exception métamorphique est enregistrée dans le Complexe de Mistinibi, l’un des blocs lithotectoniques paléoprotérozoïques du SEPC, où l’épisode granulitique est daté autour de ~2100 Ma. Les évidences pétrochronologiques semblent indiquer que le métamorphisme prograde à ~2150 Ma a été suivi d’une longue histoire dans des conditions suprasolidus (~55-70 Ma) entre 2140 et 2070 Ma. Nous interprétons que ce domaine a agi comme un bloc restitique rigide placé en position supercrustale lors de l’évènement majeur transhudsonien, ce qui a permis de préserver son histoire métamorphique et a empêché une remobilisation subséquente. Dans l’ensemble, ce modèle diachrone de collisions et collages crustaux successifs reflète un processus de cratonisation par accrétion impliquant plusieurs blocs crustaux étroits et est en accord avec un régime accrétionnaire à collisionnel en contexte modérément chaud.