Tectonites, chevauchement et imbrication à Pembroke, ON

Fig. 1. (SITE 1). - Tectonites, failles de chevauchement dans des gneiss et du marbre, province de Grenville, route 17 (Transcanadienne) au SE de Pembroke (Ontario). Photo © Google.

Résumé

Tectonites dans des marbres, des gneiss droits et des amphibolites à Pembroke, Ontario ; province de Grenville du Bouclier canadien, 1,0 à 1,3 milliards d'années.
Localisation
SITE 1. - Tectonites (marbre et gneiss droits) de la route 17 (Transcanadienne) / Indian Road, SE de Pembroke.
SITE 2. - Tectonites (amphibolite et granite), White Water Road / Mud Lake Road / route 19, SE de Pembroke.
Autres billets du blogue sur des sujets apparentés :

• Zone de cisaillement de Maberly ;
• 30 sept. 2017, « Plis et plongements dans un marbre ».

L'affleurement du SITE 1 est une vedette dont une représentation schématique (fig. 2) a fait la couverture d'une publication de l'Association géologique du Canada (AGC/GAC) consacrée à la province de Grenville (Moore et al. (dir.), 1986). Le dessin a été repris par d'autres (ex. : Roberts, 1996). Il ne lui manquait que de faire les honneurs de ce blogue. Voilà qui est fait.

Les tectonites* des SITES 1 et 2 illustrent les déformations et les mouvements de grande ampleur qui se sont produits dans les profondeurs de la croûte terrestre durant l'orogenèse grenvilienne (Wikiki) il y a entre 1,0 et 1,2 milliard d'années. À l'instar de l’Himalaya, une chaîne de montagnes s'est édifiée par l'empilement de compartiments de la croûte terrestre ; leurs mouvements de chevauchement l'un par dessus l'autre ont produit des effets à toutes les échelles, de la centaine de km au mm, comme on peut le constater sur des affleurements que je vous présente. Au SITE 1, le marbre, roche ductile, a accumulés les plis en glissant sur une « rampe » de gneiss et d'amphibolite étirés à l'horizontal (A, dans fig. 2 et 3). Le marbre en est arrivé à se dépasser et se chevaucher lui-même (B, fig. 2 et 3).
* Tectonite. - Roche (dé)formée par des mouvements dans la croûte terrestre le long de lignes de cisaillement ou de failles et dont la structure reflète un écoulement continu et solide (ductile) de la matière.

Dans le cas du SITE 2, situé 6 km à l'ouest du premier, l'étirement d'une amphibolite noire et de granite rose a créé un patron de lignes parallèles ± horizontales compliqué par de petits plis secondaires en « z ». Des filons horizontaux de granite tardif, rose lui aussi, sont venus ensuite brouiller le patron d'origine.


Références

• J.M. Moore, A. Davidson, and A.J. Baer. (éd.), The Grenville Province. Geological Association of Canada, St. John's, Newfoundland, Canada : Geological Association of Canada, Dept. of Earth Sciences, Memorial University of Newfoundland, 1986, 358 p. Coll. « special paper », 31.
• David C. Roberts, Geology: A Field Guide to Geology: Eastern North America. Boston, New York, Houghton Mifflin, 1996, 410 p. Coll. « Peterson Field Guides ».

SITE 1

Fig. 2 (SITE 1). - Tectonite de la route 17 (Transcanadienne), au SE de Pembroke, Ontario. Failles de chevauchement, décollement et transport vers l'ouest (vers la gauche), province de Grenville. Modifié de Moore et al. (1986) ; légende et annotations librement adaptées de ce dernier et de Roberts (1996 ; fig. 51).
A et B : failles de chevauchement ; 1 : gneiss droit quartzofeldspathique et amphibolite noire ; 2 : synclinal en « coin » dans le marbre ; 3 : anticlinal dans le même marbre ; 4 : bloc de gneiss flottant dans le marbre ; 5 : pegmatite tardive recoupant 1, 3 et 4 ; 6 : non identifié dans Roberts (1996).
La faille de chevauchement A sépare la « rampe » de gneiss (1) sur laquelle le marbre (2 + 3) a été transporté vers l'ouest ; une autre faille (B) s'est formée lorsque le marbre, en amont du mouvement, est passé par dessus le marbre, en aval (3 par dessus 2). Durant son mouvement vers l'ouest, le marbre a arraché et incorporé des blocs de gneiss (5).



Fig. 3 (SITE 1) - Partie de la tranchée de route représentée dans le schéma de la fig. 2 (mêmes annotations). Certaines surfaces sont à présent encroûtées et l'interprétation de l'affleurement est facilité par le recours au schéma. Photo © Google.



Fig. 4 (SITE 1). - Détail de l'affleurement de la route 17 (Transcanadienne), au SE de Pembroke. Photos 29 sept. 2013.



Fig. 5. (SITE 1) - Prolongement vers l'est de la fig. 4. Une zone plissée brisant la structure du gneiss est visible au centre de la photo (voir fig. 5). Photo 29 sept. 2013.



Fig. 6 (SITE 1). - Gros plan sur la zone plissée de la fig. 5. Photo 29 sept. 2013.

SITE 2

Fig. 7 (SITE 2). - Amphibolite et granite rose imbriqués et recoupés par des filons de granite rose tardifs. Route 19, croisement de White Water Road / Mud Lake Road, au SE de Pembroke, Ontario. NE à gauche, SW à droite. Photo © Google.



Fig. 8 (SITE 2). - Même site que la fig. 7, avec meilleure appréhension de l'affleurement en trois dimensions. La géométrie des structures, qui ne s'éloigne jamais de l'horizontale, fait penser à un empilement de crêpes. Photo © Google.



Fig. 9 (SITE 2). - Si les géologues sont de drôles de zèbres, c'est qu'il leur arrive d'avoir à démêler de drôles de zébrures. Gneiss granitique et une amphibolite noire imbriqués ; ils ont été recoupés par des filons tardifs de granite rose parallèles à la structure générale. Plis en « z » en haut, à droite. Photo 29 sept. 2013.

Fig. 10 (Site 2). - Filon de granite rose boudiné (rompu), en bas ; plis en accordéon à gauche. Photo 29 sept. 2013.

Cavernes de Pembroke

© Google

Île aux Allumettes, rivière des Outaouais, 

en amont (à l'ouest) de la péninsule dont il est question plus bas.

Les cavernes sous la rivières des Outaouais, du moins celles de la région de Pembroke, refont brièvement surface, si la chose est possible, le temps de présenter trois liens qui nous laisseront un peu moins ignorants sur la question. (Voir mon billet du 15 décembre 2012.)


1. Référence à un article de Sawatzky dans le CGRG Bibliography of Canadian Geomorphology

Résumé
«Ottawa River Caves with over 4 km of passages. The caves lies under a large peninsula* on the prov. Ontario, under several islands, and under the Ottawa River within the prov. Quebec. There are two major sinks and at least five major resurgences. The exploration and survey techniques are discussed.»

Sawatzky, D., «Canada's longest cave dive, Ottawa River Cave», Cave Diving Magazine, no 3, 1991, 18-23.

* La «large peninsula» est la pointe de terre que doit contourner l'Outaouais en aval de l'île aux Allumettes.Voir la carte plus haut.


2. Description des cavernes (pdf) par le Dr Allan Donaldson, de l'Université Carleton (Ottawa).
Publiée par l'Ottawa River Heritage Designation Project (organisme qui met en ligne des documents très intéressants, et qui œuvre pour la désignation de la rivière des Outaouais parmi le Réseau des rivières du patrimoine canadien. La version française des documents est cependant moins complète que l'anglaise).

«Caves of Wonder!
The Ottawa River’s Underwater Caves

In the township of Westmeath, just south of Allumette Island, lies an extensive series of caves that may well form Canada’s largest cave diving system. Located under a large peninsula on the Ontario side of the river, under several large islands in the centre of the river belonging to Quebec, and underthe river bed itself, this network includes over 4 kilometres of twisting passages (Sawatsky 6).

In this region, the Ottawa River is running over a bed of horizontally bedded limestone [calcaire Ordovicien] in which the caves are developing. The river generally runs in a NW/SE direction, but has, in this region, taken an “S” shaped turn to circumvent a large peninsula on the Ontario side. The peninsula is relatively flat, and about 1 to 4 metres above the normal river level. However, when the water level is high, half of the peninsula over the caves is submerged. Some of the water then flows under the peninsula along the fault lines and bedding planes in the limestones. It is this process that continues to form this complex series of caves (Sawatsky 1*) (p. 149).»

* Voici la référence à Sawatsky (décidément indispensable) dans la bibliographie du document :

• Sawatsky, David. “Ottawa River Caves”. Canadian Caver. (1990).

3. Interview de Sawatsky (l'incontournable !) dans SCUBA SCOOP, reprise du Ottawa Citizen (par Kathy Dowsett)

«The Ottawa River caves are relatively accessible by the challenging standards of Canadian caves, and clustered just downstream of Pembroke. They are the longest known underwater caves in Canada, with passages varying from one to 38 metres in width. The caves formed in the weak areas between layers of limestone, so in some places the passages are stacked on two levels like a parking garage. No vegetation grows in the winding tunnels, but the clams, crayfish and sturgeon that live in the river also occupy the caves, making the cave entrances near the surface popular fishing holes*.

[...]

When the silt on the bottom of the caves gets stirred up, a diver can only be seen by the occasional flashes of light on his equipment, making him look like a tasty minnow to the large fish trawling the area. When they dart in for what they hope will be dinner, it can be incredibly dangerous for a diver clinging to the nylon rope that will get him back to the surface. A school of pike gave Dr. Sawatzky some scary moments during one zero-visibility dive in an Ottawa River cave.

"There are some fairly aggressive fish in the Ottawa River, and they're in the caves as well. It's like being punched. Some of the larger fish hit very hard, so I got punched a few times by fish. When one hit my hand, I didn't let go" of his rope " -- I sort of expected it might be coming."»


* Ce qui nous ramène à notre «histoire de pêche» (Edgar, 1898 ; billet du 15 décembre 2012, voir le premier des «ajouts»).