Lave ? du chemin Avoca

J'ai intégré à la suite de ce billet le contenu de celui du 25 avril sur le même sujet. J'ai aussi ajouté du nouveau matériel (26 avril et 24 mai). L'ensemble du texte a été revu et resserré le 11 février 2017. Pour les lecteurs pressés, ce résumé :

• Marbre blanc recoupé par plusieurs dykes sombres (mélanocrates). Tous sont discordants dans le marbre :
• Un dyke horizontal rompu (dyke H), fait d'une roche noire grenue massive ;
• Deux dykes parallèles obliques d'un gabbro grenu (dykes G) ;
• Deux dykes verticaux d'une roche à grain très fin (aphanatique) à phénocristaux (cristaux apparents) de feldspath (dykes Va et Vb).
• Le fluage du marbre, qui a rompu le dyke H, n'a pas affecté les autres qui sont donc post-tectoniques.

Lire le commentaire de JLC et ma réponse pour voir d'autres aspects de la question.

Fig. 1. - Falaise de marbre blanc traversée par deux dykes sombres ; l'un, mince et vertical (dyke Va), l'autre, plus large et à l'horizontale (dyke H). (Le mince «dyke» vertical, à droite, est une coulisse laissée par l'eau.) Autoroute 50 (bretelle accès ouest par le chemin Avoca), entre Gatineau et Montréal, QC. Photo 12 avril 2015.

Résumé

Dykes mélanocrates (sombres) dans un marbre de Grenville âgé de plus d'un milliard d'années.

Localisation

Autoroute 50 et chemin Avoca, bretelle d'accès vers l'ouest.
31G/10
45.651050, -74.752419


Les affleurements de marbre du sud-ouest du Québec (marbre de Grenville) apparaissent habituellement lardés de bancs de roches diverses et sont traversés d'intrusions magmatiques de toutes sortes. Les deux dykes sombres (mélanocrates) dans la falaise de marbre blanc de la photo n'ont donc rien pour surprendre à première vue (Fig. 1-2 et 4). Ajoutons cependant que le marbre, roche ductile, a flué, ou s'est déformé de façon plastique sous les pressions tectoniques lors de sa formation. Nombre de ses inclusions, plus dures, mais aussi plus cassantes, se sont souvent retrouvées dispersées dans la masse du marbre.

Ainsi, le plus large des deux dykes, disposé à l'horizontale (dyke H) au sommet de la falaise, a été rompu, ainsi que l'indique la coupure à 90 degrés à son extrémité gauche. Il a été entraîné par le mouvement de fluage du marbre responsable de sa rupture loin des autres fragments du corps d'origine. Sa disposition actuelle ne permet donc pas de présumer de son orientation originelle (oblique, horizontale ou verticale ?).

Tout à côté, un mince dyke vertical traverse la falaise de haut en bas (dyke Va).

Or, il est difficile d'admettre que fluage de la masse rocheuse, capable de rompre le dyke H, le plus costaud, ait épargné le frêle Va, lequel serait demeuré tout droit, tout d'une pièce, indifférent au bouleversement général.

On pourrait arguer qu'un bon intervalle de temps a séparé l'intrusion de chacun des dykes ; le dyke H, pour parler en termes idoines, serait pré-tectonique (et pré-fluage) ; le dyke Va, post-tectonique (post-fluage).

Les deux intrusions sont pourtant d'aspect similaire, du moins à première vue : noires, contacts francs et rectilignes avec le marbre.

Voyons de plus près.

Le dyke Va (Fig. 3) est formée d'une roche gris sombre à grain très fin, de l'ordre du dixième de mm (roche aphanatique), ce qui n'aide pas à en déterminer la minéralogie. Cependant, de fines aiguilles de feldspath clair (< 0,1 mm x < 30 mm) apparaissent dispersées dans la matrice sombre. On dit d'une roche présentant cet aspect qu'elle a une texture porphyrique. Les minces baguettes des phénocristaux soulignent l'évidence, à savoir que la roche n'a subie aucune contrainte tectonique après son refroidissement. Auquel cas, la déformation ou la recristallisation de sa matière aurait entraîné la disparition des baguettes. On peut aussi distinguer de très fins phénocristaux noirs que je n'ai pu identifier (< 30 mm), ainsi que des feldspaths chatoyants (tabulaires?).

(Le dyke Va a un grand frère situé une soixantaine de m plus à l'E (dyke Vb ; Fig. 6). Je ne l'ai découvert que lors de ma seconde visite du secteur. Il est constitué de la même roche aphanatique à phénocristaux de feldspath que le dyke Va).

On peut ramasser au pied de la falaise des morceaux du dyke H tombés au sol. Il s'agit encore d'une roche grenue, massive d'aspect, à grain de 1-2 mm. Elle est presque entièrement constituée d'un minéral noir (pyroxène ?) et elle se brise facilement en s'émiettant.

Dykes de gabbro grenu

Une tranchée de route, immédiatement au nord de la falaise, m'a permis de découvrir deux dykes rectilignes parallèles qui recoupent obliquement le marbre (Fig. 7). Les bordures de ces dykes sont rectilignes, à bords francs. Contrairement aux dykes Va et Vb, ils sont faits d'une roche grenue (grain env. 1 mm) ; il s'agirait d'un gabbro (dykes G). Les échantillons que j'en ai ramenés sont d'aspect massif. La roche contient des agrégats irréguliers de grenat orangé vif (Fig. 8). Notons que le gabbro est abondant dans le secteur et que sa présence dans la falaise n'étonne pas. (Un dyke de gabbro mal défini se trouve presque en face des dykes G dans la tranchée de route. Le temps m'a manqué pour bien l'examiner.)

Il y a donc trois types de dykes noirs. Replaçons-les dans l'histoire tectonique du marbre :

• Un dyke horizontal fait d'une roche noire grenue massive (dyke H) ; rompu par le fluage du marbre ;
• Deux dykes parallèles obliques d'un gabbro grenu (dykes G) ;
• Deux dykes verticaux d'une roche à grain très fin (aphanatique) à phénocristaux (cristaux apparents) de feldspath (dykes Va et Vb).

Conclusion : le dyke H, rectiligne, est pré-tectonique : le fluage du marbre (épisode tectonique) l'a rompu et déplacé. Les autres dykes, intacts, sont donc post-tectoniques.

Ce que disent les cartes géologiques

Philpotts (1976) signale de minces dykes de lamprophyre qui recoupent un marbre et une pegmatite près du pluton de syénite de Chatham-Grenville, à l'est du dyke du chemin Avoca. Si le pluton a été daté de 530 millions d'années, l'âge de ces dykes est incertain, et rien n'indique un lien entre eux et le pluton. Le lamprophyre forme de minces dykes (60 cm x plusieurs centaines de m). Il s'agit d'une roche grise à patine brun grisâtre, à grain fin et porphyrique. Les phénocristaux de hornblende et de biotite sont sertis dans une matrice de plagioclase, de magnétite, de hornblende et de biotite. Quelques dykes contiennent de gros phénocristaux de plagioclase (felspath) altéré. (= dykes Va et Vb ?)

Dupuy (1989) mentionne que les dykes de diabase du faisceau de Grenville (590 millions d'années) de la région de Papineauville (à l'ouest du chemin Avoca), habituellement à grain moyen ou grossier, peuvent, quand ils sont minces (moins d'un m), être à granulométrie très fine et même aphanatique. Mais les dykes de diabase sont de direction est-ouest alors que le dyke Va est de direction ±NW.

Dans le Grenville du SW du Québec et l'E de l'Ontario, les suites plutoniques de Chevreuil (1,17-1,16 Ga) et de Kensington-Skootamatta (1,09-1,07 Ga) sont accompagnées de dykes de microdiorite et de lamprophyre (et de carbonatite pour la seconde suite). Les dykes de microdiorite de la suite de Chevreuil présentent des phénocristaux de plagioclase (Corriveau ; fig. 33a et suivantes). (= dykes Va et Vb ?)

On sait qu'il existe des laves à Gatineau, dans le secteur Buckingham* (kersantite de Wilson, trachyte-latite et kérantite de la suite de Robitaille, décrite par Hogarth qui l'a datée de 1060 milliard d'années). Selon Dupuy (1989), on trouve des petits corps de latite à l'ouest de Saint-André-Avellin, entre Gatineau et notre affleurement de la 50. Il s'agit d'une roche microgrenue porphyrique. Certaines laves de Buckingham ressemblent aussi, par leurs aiguilles de feldspath éparses, à la roche du chemin Avoca (Fig. 5).

* J'en ai vaguement parlé dans un vieux billet (11 février 2010, «Pas de «A» pour la 1508A»).

Conclusion

Les dykes Va-b seraient soit des lamprophyres (Philpotts, 1976 ; Corriveau, 2013), des latites (Wilson, 1920 ; Dupuy, 1989, Hogarth, 2003, Hogarth et Robin, 2007), soit des microdiorites (Corriveau, 2013). Trancher la question dépasse mes compétences.

La gabbro, abondant dans la région, ne présente aucun mystère. Le dyke H, s'il est effectivement composé d'un pyroxène(?), serait un dyke résultat du métasomatisme d'une intrusion silicieuse dans la marbre(?). C'est ici que mes talents de minéralogiste, hélas très limités, montrent leurs limites.

Mais enfin, l'important est d'être capable de tirer des heures de plaisir rien qu'avec un bout de falaise...

Fig. 2. - Vue rapprochée des dykes Va et H. Photo 19 avril 2015.

Fig. 3. - Le dyke Va, large d'un peu moins d'un mètre. Le contact avec le marbre blanc est franc et rectiligne. Photo 19 avril 2015.

Fig. 4. - Ils ne se rejoignent pas, ne se recoupent pas non plus... Photo 19 avril 2015.



Fig. 5. - Photo Lafleur et Hogarth (1981).
Mon matériel ne me permet par de fournir de vues détaillées de l'échantillon des dykes Va et Vb. Cette reproduction d'une microphotographie d'une lave (trachyandésite) de Gatineau, secteur Buckingham (Lafleur et Hogarth, 1981) donne un bonne idée de ce que je peux voir avec mon microscope 60x.
La légende originale de la photo se lit comme suit : «Euhedral and skeletal oligoclase laths in trachytic alignment in microporphyritic trachyandesite.» On pourrait en extraire l'information utile à notre propos sans trahir les auteurs en disant les choses ainsi : «Bâtonnets bien formés ou résiduels de feldspath dans une lave (trachyandésite) microporphyrique.» «Les épanchements des trachyandésites sont de type subaérien et proviennent d'orifices en échelon ou de fissures. » (Lafleur et Hogarth, 1981.) La trachyandésite de Lafleur et Hogarth (1981) correspond à la kersantite aphanatique de Wilson (1920). La roche a été datée du Cambro-Protérozoïque (540 millions d'années) par Lafleur et Hogarth avant d'être assignée par Hogarth (2003) à la suite volcanique et plutonique de Robitaille, datée de 1060 millions d'années.



Fig. 6. - Second dyke vertical (Vb) composé de la même roche aphanatique que le dyke Va. Ses bords sont francs et irréguliers ; une enclave oblique de marbre blanc, non déformée, est visible en bas. Photo 24 mai 2015.



Fig. 7. - Dykes parallèles de gabbro (dykes G) dans le marbre, au nord de la falaise. Photo 24 mai 2015. Le marbre, à droite, est chargé d'un minéral rosâtre translucide. De la vésuvianite ? Mais du diopside de cette couleur existe aussi dans la région. Ajout 26 oct. 2017. - Il s'agit bien de diopside. Voir cet article de Philippe Belley dans Mindat (Roadcut B).



Fig. 8. - En haut, à gauche, fragment grenu du dyke H ; à droite, fragment du dyke Vb ; en bas, fragment du dyke G, semé de grenats. La pièce d'un dollar canadien vaut 0,80 dollar américain ou 0,74 euro et mesure 26,5 mm de diamètre. (Ajout 28 mai 2015.)

Références

• Louise Corriveau, Architecture de la ceinture métasédimentaire centrale au Québec, Province de Grenville : un exemple de l'analyse de terrains de métamorphisme élevé. Commission géologique du Canada, Bulletin no 586, 2013; 264 pages, doi:10.4095/226449
• Dupuy H., Sharma K.N.M. et al., Carte de la région de Thurso-Papineauville. MÉRQ, MB 89 08, 1989, 1/20 000.
• Hogarth, D.D., Rocks Of The Mason - Buckingham - Mayo Area, With Emphasis On Mesoproterozoic Igneous Types. Ministère des Ressources naturelles et de la faune du Québec, GM 63238, 27 pages, 1 carte (1/20 000), 2003. 31G11.
• Donald D. Hogarth ; Michel J.L. Robin, «Strontium In Feldspars Of High-K Proterozoic Igneous Rocks Of The Robitaille Suite, Buckingham, Québec», The Canadian Mineralogist, oct. 2007, v. 45, no 5, p. 1293-1306.
• Jean Lafleur, Donald D. Hogarth, «Cambro-Proterozoic volcanism near Buckingham, Quebec», Revue canadienne des sciences de la Terre, 1981, 18(12): 1817-1823, 10.1139/e81-169. Disponible gratuitement en ligne : http://www.nrcresearchpress.com/doi/abs/10.1139/e81-169#.VTtnAfDQTdo
• A.R. Philpotts, Partie sud-est du canton de Grenville, ministère des Richesses naturelles, Québec, RG-156, 1976, 44 pages, avec une carte (1/12 000).
• Wilson, M. E., Geology of Buckingham, Hull and Labelle Counties, Quebec, GSC, map 1691, 1920, 1/63 360.

Cinquante blocs de grès

Ruines des fondations de la maison du colonel By à Ottawa, Major's Hill (parc Major). Photo 5 avril 2015.


J'ai remis en ligne mon billet du 7 avril dernier.

Presque cinquante blocs de grès

Ruines et monument de la maison du colonel By à Ottawa, Major's Hill (parc Major). Photo 5 avril 2015.

Résumé

Tentative sans prétentions scientifiques d'évaluer la nature des blocs du till glaciaire du centre-ville d'Ottawa à partir des pierres ayant servi aux fondations de la maison du colonel By, construite à la fin des années 1820.
Autres billets connexes
19 nov. 2014, «Les chemins des erratiques», et suivre les liens vers d'autres billets


«La maison du Colonel By, qui était située sur Major's Hill* [...] à Bytown [Ottawa], a été la résidence officielle de cet ingénieur qui supervisait les travaux de construction du canal Rideau [1826-1832]. [...] La maison a été détruite par les flammes en 1849. [...] L'emplacement exact de la maison a été un mystère pendant plus de 100 ans jusqu'en 1972 lorsque l'historienne Dr. Mary Burns a effectué des recherches archéologiques pour la Commission de la Capitale Nationale.» Adapté de Wikiki. Voir la page du site de la Commission de la capitale nationale (CCN) consacrée Major's Hill.

* L'appellation populaire est «parc Major».

1826, c'est le début des travaux du canal Rideau, c'est aussi le tout début de l'histoire de la ville d'Ottawa (d'abord Bytown, un simple village, avant de devenir Ottawa en 1855), le terrain était vierge, on s'affairait à construire le canal Rideau qui allait réunir le Saint-Laurent à l'Outaouais. Dans ces conditions, je présume que, lorsqu'il a été question d'ériger la maison du superviseur des travaux, le colonel By, on s'est contenté des roches qui tombaient sous la main dans les alentours immédiats, dans un sol non encore bouleversé par l'occupation humaine. (La maison est au sommet d'une cuesta dont le front domine la rivière du haut de ses quelques 35 m.) De fait, un examen rapide des vestiges des fondations montre qu'il y a un peu de tout : des gneiss et des granites du Bouclier canadien, lequel se trouve à moins de 7 km au nord, du calcaire et d'autres roches sédimentaires on ne peut plus locales.

Parmi celles-ci, des blocs de grès, minoritaires, mais en quantités non négligeables. La majorité de toutes ces pierres sont des blocs erratiques apportés par les glaciers. Quelques blocs de calcaire ont sans doute été prélevés des affleurements qui abondent autour. 

Cette restriction mise à part, on a de bonnes raisons de croire, en tout cas de supposer légitimement, que les pierres des fondations offrent un échantillonnage assez représentatif des pierres du till glaciaire local tel qu'il était à cet endroit avant que l'urbanisation ne bouleverse tout.

J'ai donc compté les pierres une à une, histoire d'en savoir plus sur ce till local.

Pierres des fondations de la maison du colonel By au parc Major

(Décompte initial supprimé ; les blocs sont actuellement en recomptage. Disons simplement pour l'instant qu'un examen rapide m'a permis de répertorier 48 blocs de grès parmi les 600 et quelques blocs des fondations. Même en me supposant un taux d'erreur énorme dans l'identification des roches (pour le nombre total de blocs, la marge d'erreur ne doit pas être énorme), la proportion de grès reste sans commune avec celle de l'Île-de-Hull*.)

* Il faut avouer que les conditions du décompte initial (5 avril 2015) n'étaient pas idéales. Pour ne pas trop attirer l'attention – le parc est un endroit très passant – je me suis contenté de compter les blocs en tournant autour des six moignons plus ou moins réguliers qui subsistent des fondations, les mains dans les poches. Le résultat du premier décompte est donc approximatif dans la mesure où certains blocs ont sans doute été compté deux fois, d'autres, pas du tout... De même, l'identification des roches s'est faite de manière purement visuelle. Il n'était pas question d'entretenir en public un tête-à tête-trop étroit et trop prolongé avec chaque bloc, ni de tester sa dureté. Il s'agit de ruines historiques, interdiction de rayer les pierres pour juger de leur dureté et de leur composition, par exemple. Bref, mes résultats étaient et sont encore approximatifs, mais je pense qu'ils sont quand même globalement justes.

J'ai déjà signalé la grande rareté du grès de Nepean dans le till glaciaire de l'Île-de-Hull (d'après les blocs sur les pelouses, l'examen d'excavation et un repérage des roches ici et là, voir le billet du 19 nov. 2014, lien plus haut). Cinq blocs erratiques de grès pour toute l'Île à ce jour - et encore, je ne peux garantir qu'ils sont tous «d'origine» et que certains n'ont pas été déménagés pour garnir une pelouse ou un parc. Remarquez que je n'ai pas ratissé toute l'Île et que mon recensement n'a aucune prétention scientifique.

N'empêche que les ruines de la maison By sont beaucoup plus riches en grès, en nombre absolu et en proportions, que toute l'Île-de-Hull.

Est-ce que les constructeurs de la maison ont favorisé le grès, roche dure ? Je ne crois pas, si l'on tient compte du grand nombre de calcaire friable et fissible et friable que j'ai vu. L'impression, je me répète, est qu'ils ont pris ce qui leur tombait sous la main.

S'il y a tant de grès à Ottawa, pourquoi boude-t-il l'Île-de-Hull ? Le parc Major est à l'est de l'Île, à la même distance que celle-ci des sources potentielles de grès, au nord de Gatineau. Le till glaciaire ne devrait montrer aucune variation à ces endroits.

Détail modifié de la carte de Sandford et Arnott, 2010. 

Certains éléments de la cartes sont décrits dans d'anciens billets (voir liens au début du présent billet).Légende très simplifiée
Précambrien ; province de Grenville du Bouclier canadien, plus d'un milliard d'années

• Blanc : roches métamorphiques et plutoniques.

Plate-forme du Saint-Laurent ; Cambro-ordovicien et Ordovicien, ca 515-445 millions d'années

• Jaune : grès de Nepean. Orangé, teintes de bleu et de gris: calcaire, dolomie, grès et shales.

Lignes noires : failles.

Annotations (H. Lessard, 15 nov. 2014, 6 avril 2015)
Flèches noires : trajectoires des glaciers (NW-SE ou N-S) ; CB : maison du colonel By ; G : rivière Gatineau ; O : rivière des Outaouais ; 1. Affleurement de gneiss signalé par Hogarth (1970) ; 2. bloc erratique de grès du parc de la Gatineau ; 3. Source possible du bloc du point 4 (Île-de-Hull) en supposant un mouvement des glaces plein sud ; 4. Blocs erratiques de grès de l'Île-de-Hull.
Remarques. – Plusieurs blocs de grès sont visibles dans l'Île-de-Hull ; par commodité, ils sont tous représentés par le point 4 sur la carte, l'échelle rendant inutile un surcroît de précision. Les flèches qui partent des points 1 et 3 ne dessinent que quelques trajets possibles parmi tous ceux qui, venant du nord ou du N-W, ont pu aboutir aux points 2 et 4. Strictement parlant, la direction N-S (flèche entre les points 3 et 4) n'a été enregistrée que dans la partie est du secteur représenté ici. J'extrapole peut-être un peu en supposant ce mouvement possible à partir du point 3. Les erratiques du point 4 proviendraient plus probablement des alentours des points 1 et CB (mouvement vers NW-SE).
* Liens plus haut, au début du billet.


Références

• Hogarth, D.D., 1970, Geology of the southern part of Gatineau Park, National Capital Region, GSC, Paper 70-20, 8 p., map 7-1970.
• Sanford, B.V. et Arnott, R.W.C., Stratigraphic and structural framework of the Potsdam Group in eastern Ontario, western Quebec, and northern New York State, Commission géologique du Canada, Bulletin 597, 2010, 83 p. (+ cartes)

Angle SW des fondations la maison du colonel By, parc Major. Photo 5 avril 2015.

Détail des ruines d'un pan des fondations la maison du colonel By, parc Major. Photo 5 avril 2015.

Mêmes ruines, autre morceau. Il y a un peu de tout. En vrac : granite, gneiss, calcaire et grès... Photo 5 avril 2015.