Cisaillement à Cantley (Québec)

2759. – Le rubanement du quartzite, oblique vers la gauche (Ouest), s'infléchit progressivement pour se confondre à celui du couloir rubané qui coupe la roche verticalement. J'admets que l'affleurement n'est pas des plus photogéniques... (Toutes les photos du site : sept. 2007.)

DE QUOI S'AGIT-IL
Déformation ductile et zone de cisaillement dans un quartzite granitisé, Cantley (Québec).

LOCALISATION
31G/12
Cantley (Québec), chemin McClelland, près de sa jonction avec le chemin Saint-Andrew ; approx. 45°34'54"N, 75°48'17"W.

CONTEXTE GÉOLOGIQUE
Métasédiments de la province de Grenville. Dans le secteur considéré : surtout du quartzite.

Les roches des collines de l’Outaouais (province de Grenville, partie du bouclier canadien) ont été formées à plus de 20 km de profondeur dans un contexte de collisions entre continents. En même temps que des magmas les envahissaient ou les découpaient, elles ont subi massages et triturages, étirements jusqu’à la rupture. Ce dynamisme, figé, «pétrifié», depuis un milliard d’années, affleure à présent au grand jour.

Ça fait étrange de se citer soi-même...

TROIS DÉFINITIONS (QUI EN CACHENT D'AUTRES)
Foliation : disposition planaire des minéraux dans une roche métamorphique (sous l'effet de la pression).
Quartzite : n.m. ; roche métamorphique (recristallisée sous l'effet conjugué de la pression et de la chaleur) formée à partir d'un grès (roche constituée de grains de sable). Comme son nom l'indique, le quartzite est composé de... quartz.
Rubanement tectonique : structure rubanée créée par l'étirement des composantes originelles d'une roche sous les contraintes tectoniques.
Zone de cisaillement : zone étroite, plane ou tabulaire, où l'intensité de déformation est supérieure à celle des zones contigües ; elle sépare deux compartiments ayant subi un déplacement relatif en sens opposés sans rupture (déformation ductile). La largeur d'une zone de cisaillement peut se mesurer en cm ou  en km.

PRÉSENTATION DE LA CHOSE
Aucun matériau ne survit intact à un séjour dans les profondeurs de l'écorce terrestre et des effets additionnés des contraintes tectoniques. Le bout de roche que voici (photo 2759), remonté à la surface par le travail de l'érosion, le montre bien.

Les contraintes tectoniques ont affecté la roche dans son ensemble ; les hétérogénéités ont été étirées et aplanies. Le résultat a été une homogénéisation générale par lamination de la matière. Le rubanement tectonique (alternance de bandes parallèles) ainsi créé traverse obliquement la roche (photo 2764). La foliation des minéraux suit la même orientation (photo 2761a).

2764. – Haut de l'affleurement (sept. 2007).

Cisaillement
Les contraintes se sont concentrées le long d'une étroite bande de part et d'autre de laquelle les compartiments de roche ont joué en sens opposés. Cette zone de cisaillement coupe l'affleurement sur toute sa hauteur (à la gauche des photo 2759 et 2764), dans une direction oblique par rapport au rubanement général. Celui-ci s'infléchit graduellement pour se confondre à la fabrique du couloir de cisaillement (détail, photo 2768).

Il est facile de déduire de la géométrie de l'ensemble que le bloc de droite (Est) s'est abaissé par rapport au compartiment de gauche (Ouest) ; l'éclairage et les lacunes de l'affleurement rendent difficile la lecture de la partie gauche de l'affleurement qui semble bien toutefois présenter l'image d'une situation inverse (c.-à-d. d'un mouvement relatif vers le haut).

Bref, la roche a d'abord réagit de façon plastique aux contraintes. Elle les a absorbées et réparties globalement  dans sa masse avant que des compartiments rocheux se mettent en mouvement, glissant les uns par rapport aux autres, ce qui a limité les déformations à un étroite couloir de cisaillement, sans rupture, selon une tectonique souple (déformation ductile).

PHOTOS (W à gauche, E à droite)

2761. – Détail.

2761a. – Détail du détail. Alignement (ou foliation) des minéraux (traits noirs : mica ?) ; rubanement de différentes couleurs. Comparez le blanc, vert, rouge de cette photo avec ceux de la photo 1815.

 

2762. – Détail.

2768. – Vue rapprochée (voyez la toile d'araignée) de la «fermeture» du rubanement du quartzite sur la zone de cisaillement. (Voir le schéma à la fin de ce billet.)

1815. – Photo prise quelques km au SW du chemin McClelland, à Chelsea (juillet 2007) : quartzite (blanc), paragneiss (noir, ou plutôt vert) et granite (orangé). Cet ensemble donne une idée de l'aspect qu'aurait l'affleurement du chemin McClelland s'il avait échappé aux pressions intenses qu'il a subi.

ADDENDUM DE DERNIÈRE MINUTE

Schéma, adapté de Hanmer et Passchier (1991), montrant le mécanisme d'une zone de cisaillement. Comparez le bas de cette figure avec, en particulier, la photo 2768.

Adapté de la fig. 29 (p. 24) de :

Hanmer, S; Passchier, C; Shear-sense indicators: a review. Commission géologique du Canada, Études no 90-17, 1991; 72 pages.