Volcanisme à L'Ange-Gardien, QC

Autres billets sur la géologie de l'autoroute 50 en Outaouais.


Géologie de l'autoroute 50 à L'Ange-Gardien, à l'E de Buckingham. Modifié de SIGÉOM, Système d'information géominière du Québec, carte interactive (lien)*.
Quaternaire : Q
Protérozoïque supérieur : diabase I3B, 600 Ma (millions d'années)
Protérozoïque moyen : suite volcano-plutonique de Robitaille (SIR), 1060 Ma : désignées par les codes en (rob...)** ; province de Grenville, 1200 Ma : marbre M13 et paragneiss M4.
Lignes tiretées : failles ; Tour HQ : tour de communication d'Hydro-Québec ; *VB : viaduc du chemin Belter ; X-X' : tranchée de l'autoroute 50 considérée ici.
*Les formations de la carte SIGÉOM sont tirées de Hogarth (s.d.), ** de même que les codes des roches de la SIR (« rob... ») que j'ai adaptés pour les besoins du billet.

Résumé

Roches volcano-plutoniques potassiques de la suite ignée de Robitaille (1060 Ma), à Buckingham et L'Ange-Gardien, Qc, en discordance sur la province de Grenville du Bouclier canadien (métamorphisme 1200 Ma).


La section la plus spectaculaire de l'autoroute 50 en Outaouais est située sans conteste à L'Ange-Gardien, immédiatement à l'E de Buckingham. Entre les chemins Belter et Doherty, la route est au fond d'une tranchée escarpée dont les murs, qui atteignent 30 m de hauteur, donnent aux automobilistes l'impression de s'engager dans un canyon. La tour de communication d'Hydro-Québec, au sud de la paroi E, constitue un point de repère familier aux gens de la région.

La tranchée, orientée N-S, a été percée dans une colline constituée de roches volcaniques demeurées intactes depuis leur épanchement, il y a plus d'un milliard d'années.

Ces laves appartiennent à la Suite ignée de Robitaille (SIR ; voir Hogart ; s.d., 2007, 1997). Elles affleurent en une bande NNE discontinue, coupée de failles, depuis Buckingham jusqu'à Mayo.

L'ancienneté de la SIR se déduit du simple examen de ses relations avec les roches voisines. Les laves de la SIR se sont écoulées sur le Bouclier canadien — ou sa subdivision locale, la province de Grenville, dont le métamorphisme remonte à environ 1200 Ma (Ma : million d'années). Les roches du Grenville et de la SIR sont toutes deux découpées par des dykes de diabase verticaux âgés de 600 Ma (voir billet sur l'histoire géologique de l'Outaouais). Entre ces deux dates extrêmes, 1200 et 600 Ma, la marge est grande ! Des études ont permis de dater directement la SIR et de lui donner un âge de 1060 Ma, compatible avec les données du terrain. Le trait distinctif le plus immédiat de la SIR est l'absence des pegmatites granitiques et syénitiques, alors qu'elles sont omniprésentes dans les roches du Grenville.

Chronologie

• 1200 Ma : province de Grenville, métamorphisme régional ;
• 1060 Ma : SIR, effusion et intrusion ;
• 600 Ma : dykes de diabase recoupant les roches du SIR et du Grenville ;
• 500 Ma : début du dépôt des sédiments de la plate-forme du Saint-Laurent.

Volcanisme sans volcans

Les laves de la SIR se sont épanchées à partir de fissures et de failles. Il ne faut donc pas imaginer le paysage de l'Outaouais au Précambrien agrémenté d'un chapelet de volcans ! La finesse du grain, des structures d'écoulement, la présence d'amygdales (vacuoles en forme d’amande) remplies de carbonates et de bombes volcaniques ont permis de reconnaître le caractère effusif, ou volcanique, d'une partie de la SIR. Les dykes et les roches à grain plus grossier sont considérées comme intrusives, ou plutoniques, c.-à-d. consolidées sous la surface, en sills et plutons, dans l'empilement des laves. La SIR a donc un caractère mixte, volcano-plutonique.

La variété des roches générée par la SIR est très grande ; latite et trachyte pour les roches volcaniques ; lamprophyre, monzodiorite et syénite à feldspath alcalin pour les roches plutoniques. On rencontre aussi des carbonatites, des dolomies qui résultent du métasomatisme des abondants marbres calcitiques locaux par des fluides volcaniques et des brèches à phlogopite-calcite.

Les minéraux prédominants de la SIR sont la phlogopite et les feldspaths. Le clinopyroxène est commun, ainsi qu'une amphibole calcique. La suite est caractérisée par sa haute teneur en potassium et on peut parler d'une suite ultrapotassique, mais ces considérations nous amèneraient trop loin du cadre de ce petit billet si on les suivait.

Des lambeaux de roches volcaniques (des latites) apparentées à la SIR se retrouvent jusqu'à Saint-André-Avellin, 30 km à l'E de Buckingham.

L'autoroute 50

Que peut-on distinguer de la SIR depuis la chaussée de la 50, à l'E de Buckingham ?

Suite de Robitaille (Protérozoïque moyen ; 1060 Ma)

• Roches volcaniques grises (trachyte) occupées par des filons et des poches de carbonates (fig. 2-8) ;
• Dolomie rose (marbre métasomatisé) (fig. 5-6) ;
• Lamprophyre sombre (au sud).

Roche tardive (600 Ma)

• Dyke de diabase gris, large de 35 m. Il recoupe la tranchée à angle droit et est visible des deux côtés de l'autoroute (fig. 7-8).

Il faut un œil exercé, ou averti, pour distinguer les marges rectilignes et parfaitement verticales du dyke de diabase dont la teinte grise se fond dans celle, grise aussi, de la trachyte (fig. 7-8). (Un autre dyke de diabase, large d'un m et légèrement tordu, recoupe la trachyte à 35 m au N du grand dyke.)

Pour un amateur (moi, par exemple), tenter de faire la distinction entre toutes les catégories de roches cartographiées par Hogarth est une entreprise périlleuse (et la fig. 1 ne montre qu'un détail de sa carte). Faute de mieux, j'ai réparti pour mon usage personnel les roches de la SIR en deux catégories, toutes deux massives :

• Roches noires aphanatiques (au grain indistinct, trop fin) : volcaniques ;
• Roches phanéritiques ou grenues (au grain apparent), de teintes grises variées, contenant des phénocristaux de feldspath et de mica : volcaniques ou plutoniques, selon le grain, fin ou moyen.

Je n'ose tracer la ligne pour partager les roches grenues entre les volcaniques et les plutoniques. En l'absence de renseignements autorisés, j'aurais classé toutes les grenues dans la vaste famille des syénites*. Il existe d'ailleurs une syénite orangée tout à fait reconnaissable à l'extrémité N de la tranchée.
* Ajout (28 nov. 2017) - J’ai jeté un coup d’œil à d’anciens travaux sur le secteur considéré ici. Dans une carte accompagnant un article publié par Lafleur et Hogarth en 1981, la section X-X’ de la tranchée de la future autoroute 50 se situe dans une zone presque entièrement composé de syénite à biotite (roche plutonique). Elle ne croise qu’une mince bande de trachyandésite (roche volcanique) de moins de 100 m de largeur au S du point X’. La carte de Lafleur et Hogarth date de bien avant la construction de l’autoroute 50 et les travaux sur la géologie du secteur n’était pas aussi avancés en 1981 qu’aujourd’hui. Il serait donc injuste de les juger en fonction de l’état actuel de nos connaissances (et il existe plusieurs systèmes de classement des roches ignées). Elle montre du moins que ma position (classer les roches grenues de la tranchée, exceptés la dolomie et la diabase, parmi les syénites à phénocristaux) est tout à fait défendable.

Problème de niveau

L'élément le plus intriguant de ce tableau est que les roches volcaniques du SIR reposent directement sur le Bouclier (province de Grenville), qui devait donc être érodé au niveau actuel il y a plus d'un milliard d'années. Or, c'est sur ce même niveau que se sont déposés les sédiments de la plate-forme du Saint-Laurent (grès, calcaires, schistes) à partir de 500 Ma (voir le billet sur la discordance Bouclier/plate-forme au lac Beauchamp, 23 janv. 2011). Que cette surface et les laves de la SIR qu'elle porte se soit préservés entre 1060 Ma et 500 Ma est pour le moins surprenant.

Autre complication, plusieurs plutons qui affleurent aujourd'hui à la surface se sont mis en place à l'intérieur de la croûte terrestre avant, pendant et après l'épisode de la SIR. On peut prendre comme exemple, le pluton des Montagnes-Noires à Ripon (voir billets sur les Montagnes-Noires), 28 km au NE de Buckingham, âgé de 1075 Ma. Aucune faille connue ne peut expliquer ce décalage. Hogarth (s.d.) avance d'ailleurs l'hypothèse que le la RIS serait l'expression en surface des plutons de la suite à laquelle les Montagnes-Noires appartiennent. Le caractère potassique des deux suites autorise ce rapprochement.

On peut supposer qu'une couverture sédimentaire dont il ne reste aucune trace a préservé les laves. Elle aurait été érodée avant le dépôt des sédiments de la plate-forme du Saint-Laurent, il y a 500 Ma. Il a été aussi suggéré que l'effondrement de blocs faillés auraient soustraites la SIR à l'action de l'érosion, mais les évidences qui avaient été avancées pour soutenir cet hypothèse paraissent maintenant moins fortes. 

Mes excuses à M. Hogarth dont j'ai résumé les travaux de façon si succinte. Veuillez vous reporter à ses publications (voir « Références ») pour en savoir plus, notamment sur le caractère potassique et même ultrapotassique de la SIR qui fait son originalité. Mais ces considérations très techniques n'ont pas leur place dans ce court billet.


Références

• D.D. Hogarth, s.d. — Rocks Of The Mason - Buckingham - Mayo Area, With Emphasis On Mesoproterozoic Igneous Types, GM 63238 (SNRC 31G11), 27 p., 1 plan.
• D.D. Hogart et Robin Michel J.L., 2007 — « Strontium in Feldspars of High-K Proterozoic Igneous Rocks of the Robitaille Suite, Buckingham, Québec. » The Canadian Mineralogist, vol. 45, p. 1293-1306.
• D.D. Hogarth, 1997 — Carbonatites, fenites and associated phenomena near Ottawa. GAC/MAC, Joint Ann. Meet., Ottawa, 1997, field trip guidebook A4, 21 p.
• Lafleur J., Hogarth D.D., 1981 — « Cambro-Proterozoic volcanism near Buckingham, Québec. » Revue canadienne des sciences de la Terre,  18 :  1817-1823.
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Fig. 2. - Tranchée de l'autoroute 50 à l'E de Buckingham (mur E, au N). — Filon de carbonate pâle dans la trachyte. Photo 18 nov. 2012.




Fig. 3. - Tranchée de l'autoroute 50 à l'E de Buckingham (mur E, au N). — Autre filon de carbonate blanc dans la trachyte, sous une langue de dolomie rose ; d'autres filons blancs, plus discrets, parsèment la roche. Photo 18 nov. 2012.



Fig. 4. Tranchée de l'autoroute 50 à l'E de Buckingham (mur W, au sud, face à la tour d'Hydro-Québec). — Filons et poches de carbonate rose dans la trachyte noire. Une amphibole bleue s'est développée au contact de la trachyte et de la poche de carbonate. Photo 11 nov. 2017.



Fig. 5. Tranchée de l'autoroute 50 à l'E de Buckingham (mur W). — Dolomie rose et calcite(?) blanche dans la trachyte grise. © Google.



Fig. 6. Tranchée de l'autoroute 50 à l'E de Buckingham (mur W). — Gros plan de la zone représentée en fig. 5. Un xénolite carré de trachyte est emporté par le filon de carbonate clair, à droite. Photo 11 nov. 2017.



Fig. 7. Tranchée de l'autoroute 50 à l'E de Buckingham (mur E). — Contact franc et net entre la trachyte (1060 Ma ; à gauche) et le dyke de diabase (600 Ma ; à droite). Presque 500 Ma séparent ces deux roches. Voir fig. 8. Photo 18 nov. 2012.



Fig. 8. Tranchée de l'autoroute 50 à l'E de Buckingham (mur W). — Dyke de diabase large de 35 m recoupant la trachyte. Un indice : les lignes de forage se distinguent mieux (en clair) sur la diabase, au centre de la photo. © Google.



Fig. 9. À gauche : brèche de calcite grise cimentant des fragment d'une trachyte ; à droite :  trachyte entière, à grain fin ; notez les cassures conchoïdales. (Identification selon Hogarth ; s.d.). Rue Nadon (E), Buckingham (dans une zone immédiatement au S de la carte de la fig. 1). Ces échantillons ont été ramassés en 1999. L'affleurement n'est peut-être plus accessible, le secteur étant en bordure d'un quartier résidentiel. La pièce de 2 dollars canadiens mesure 28 mm de diamètre.

Boudins noirs et roches grises, autoroute 50, Qc

Autres billets sur l'autoroute 50 : lien.




Photo du haut (SITE 1) : bandes mélanocrates (sombres), plissées et boudinées, dans un marbre gris clair. Autoroute 50, au N de Thurso, Qc (juillet 2009).
Photo du bas (SITE 2) : bande mélanocrate dans une tonalite (granite-diorite) gris clair. Autouroute 50, N de Montebello, Qc (avril 2015).
(Ces photos sont reprises plus bas.)

Résumé

Marbre gris et tonalite grise contenant des bandes plissées et boudinées de paragneiss et d'amphibolites. Province de Grenville du Bouclier canadien, 1,0 à 1,2 milliard d'années.
Localisation
Autoroute 50, croisement de la route 317, au N de Thurso (SITE 1), et de la route 323, au N de Montebello (SITE 2), Qc.


On trouve dans les tranchées de l'autoroute 50 entre Buckingham et Grenville, au Québec, un grand nombre de parois rocheuses grises que viennent zébrer des bandes ou des inclusions noires (ou mélanocrates*). Le premier réflexe est de penser que les mêmes formations reviennent et reviennent sans cesse tout le long de l'autoroute.
* Riches en minéraux sombres ; à l'inverse, une roche riche en minéraux clairs sera dite leucocrate.

Se fier uniquement à la couleur est cependant hasardeux.

L'autoroute 50, à l'est de Buckingham, coupe à travers de larges formations de marbre à graphite de teinte grise. Le marbre contient des bandes plissées et boudinées (rompues) de paragneiss à biotite-hornblende et d'amphibolites noires (SITE 1, plus bas).

Le marbre domine ainsi jusqu'au nord de Papineauville ; une tonalite* gneissique gris clair devient alors la roche de fond jusqu'à passé Montebello (SITE 2). La tonalite contient des bandes mélanocrates semblables à celles du marbre (ainsi que, d'ailleurs, des bandes du marbre lui-même).
* Une sorte de granite riche en plagioclase, ou de diorite riche en quartz.

Ensuite, jusqu'à Grenville, le décor devient plus bariolé et les bandes de marbre, de paragneiss, d'orthogneiss (dont la tonalite), de gabbro, alternent sur de courtes distances.

Voyez comme c'est simple :

• Le marbre, roche sédimentaire à l'origine, est gris clair, la tonalite, roche magmatique, est gris clair ;
• Tous deux contiennent les mêmes bandes noires plus ou moins plissées ou boudinées.

Remarquez qu'il s'agit là de vérités locales, ni le marbre ni la tonalite ne présentant universellement ces teintes grises...

Le marbre est formé de calcite (carbonate de calcium) ; la tonalite, principalement de feldspaths et de quartz (silicates). Avec ces données seules en tête, il peut être difficile à la personne non avertie de distinguer l'un de l'autre depuis une automobile en marche sur la route. Il lui faudra toucher, ou plutôt s'attaquer à la roche, pour en avoir le cœur net. La calcite se raye facilement avec un objet en métal ; les silicates, non. Le long de la 50, l'aspect gneissique de la tonalite, avec des stries de minéraux noirs enlignés, permet, avec un peu d'habitude, de la reconnaître sans avoir besoin de trop s'en approcher. 

Pressions et fluage

Tous ces marbre, tonalite, paragneiss, etc. ont subi d'intenses pressions qui les ont affecté jusque dans leur texture lors de l'orogénie grenvilienne il y a un peu plus d'un milliard d'années. Plis, ruptures, replis, intrusions magmatiques, recristallisation et métamorphisme... Le marbre, plus ductile (il se déforme et « coule » sous la pression tout en restant solide), a provoqué la rupture des bancs de paragneiss qui alternaient avec lui ou qu'il contenait. Certaines bandes noires sont des amphibolites, anciens dykes qui traversaient le marbre et les autres roches et qui ont subi les mêmes contraintes tectoniques.

Dans la suite du billet, les roches mélanocrates examinées seront considérées comme des paragneiss, en accord avec la carte de Dupuy et al., bien que la présence d'amphibolite* parmi elles ne peut être exclue (photos 13-14).
* Voir d'ailleurs le billet du 1er nov. 2017, « Marqueterie de marbre et d'amphibolite à Calumet, Qc ».

SITE 1. - Autoroute 50 / route 317, Thurso, Qc.

Marbre gris contenant des bandes noires plissées et boudinées.

La carte géologique (Dupuy et al. ; 1989) indique à cet endroit du marbre à graphite et des paragneiss à biotite-hornblende (en simplifiant les données du document). Le marbre gris se reconnaît sans peine ; les paragneiss, dans le secteur, sont uniment noirs ou gris sombre et sont tout aussi reconnaissables.

Les bandes de paragneiss soulignent les déformations imprimées dans le marbre, plus ductile. Les plis, souvent serrés, les ruptures et les injections de marbre dans le paragneiss rendent perceptibles les contraintes tectoniques imprimées dans le roc.

SITE 2. - Autoroute 50 à l'ouest de la route 323, au N de Montebello, Qc.

Tonalite contenant des boudins de roches mélanocrates.

La carte géologique (Dupuy et al. ; 1989) s'interrompt à l'est de Papineauville, soit immédiatement à l'ouest du site illustré ici. (C'est la plus détaillée disponible.) Elle permet malgré tout de voir que la géologie du secteur est dominée par une tonalite gneissique gris clair contenant des bandes N-S de marbre et de paragneiss. Dans mes notes, la roche sombre que j'ai pu examiner est identifiée comme une amphibolite gneissique riche en biotite, mais la carte m'oblige à la considérer comme une bande de paragneiss engloutie dans la tonalite. La nature discordantes des contacts entre la bande noire et la tonalite (photos 13-14) me fait cependant pencher à la fin pour un dyke intrusif métamorphisé (amphibolite). 

Référence

• Hugues Dupuy, Sharma K.N.M. et al., 1989 — Géologie de la région de Thurso-Papineauville - Outaouais. SNRC 31G/11. MÉRQ, MB 89‑08, carte au 1/20 000.

Fig. 1 (site 1). - Bandes de paragneiss mélanocrate plissées et boudinées dans un marbre gris à graphite. Photo 4 juillet 2009.



Fig. (site 1) 2. - Gros plan sur la tranchée de la fig. 1. Photo 4 juillet 2009.



Fig. (site 1) 3. - Ne pas se fier à la couleur ! Inclusion granitique blanche (sous la tête du marteau) dans un marbre gris clair. Photo 12 avril 2015.



Fig. (site 1) 4. - Filon de granite grossier recoupant une inclusion de paragneiss sombre. Le filon est droit et intact : il s'est installé après les déformations qui ont plissé le paragneiss. Photo 18 nov. 2012.



Fig.  (site 1) 5. - Je dois me fier à mes notes de terrain qui indiquent « bandes de granite blanc plissées dans un marbre gris ». Par la seule couleur, il est difficile de distinguer le marbre (gris à blanc) du granite blanc. Photo 18 nov. 2012.



Fig. 6 (site 1). - Bandes de paragneiss noir dans le marbre clair. Photo 18 nov. 2012.



Fig. 7 (site 1). - Bandes de paragneiss dans le marbre clair. Aspect souple des contacts. Photo 18 nov. 2012.



Fig. 8 (site 1). - Contact du marbre (à gauche) avec le paragneiss traversé de filon de granitiques gris clair. Déformations fantomatiques. Ce détail prend place à la droite de la fig. 7. Photo 18 nov. 2012.



Fig. 9 (site 1). - Marbre blanc injecté dans la roche mélanocrate. Photo 18 nov. 2012.



Fig.11 (site 2). - Boudin mélanocrate dans une tonalite gneissique. Vue vers le nord, ouest à gauche, est à droite. Autoroute 50 à l'ouest de la route 323, au N de Montebello, Qc. Photo 12 avril 2015.


Fig. 12 (site 2). - Vue rapprochée de la continuation du même boudin noir (fig. 11) du côté sud de l'autoroute 50 ; est à gauche, ouest à droite.
La tonalite est gris pâle ; la roche noire, est parcourue de filons felsiques blancs plissés qui ne se poursuivent pas dans la tonalite. La roche noire a donc été traversée par des filons de granite blanc qui ont été déformés avant son incorporation dans la tonalite. Photo 12 avril 2015.

Fig. 13 (site 2). - Autre vue du contact boudin noir/tonalite claire. Est à gauche, ouest à droite.
La grain de la tonalite (lignes blanches) est pratiquement perpendiculaire au boudin. Une telle discordance me fait penser que le boudin est une roche intrusive discordante tardive dans la tonalite. Photo (mieux lisible en noir et blanc) 12 avril 2015.



Fig. 14 (site 2). - Boudin noir discordant dans la tonalite gris clair. Photo 12 avril 2015. La roche noire est coupée par des filons felsiques blancs qui suivent l'orientation des filons plus discrets dans la tonalite.

Marbre, gabbro et mégacristaux, autoroute 50, Qc

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Fig. 1. - Gabbro noir recoupant un marbre grisâtre : le marbre a réagi à son tour en rompant le gabbro et en s'injectant dans les cassures (à droite).

Résumé

Un des corps de gabbro le long de l'autoroute 50, entre Buckingham et Grenville, Qc. L'intrusion du gabbro dans un marbre a généré des porphyroblastes de silicates atteignant 20 cm (diopside, scapolite, etc.. Les gabbros de l'A50 recoupent des paragneiss, des marbres et des orthogneiss de la province de Grenville, Bouclier canadien, âgés d'entre 1,0 et 1,2 milliards d'années.
Localisation
Auroroute 50, sortie chemin Kilmar Sud ; angle chemin Kilmar et rue Rourke.
Photos
12 avril 2015
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Intérêt géologique et minéralogique. - Gabbro recoupant un marbre grisâtre ; le gabbro lui-même est recoupé par le marbre mobilisé par son intrusion. Le gabbro est par ailleurs recoupé par des filons de granite et par une faille oblique où la roche devient friable. La réaction à hautes températures et à hautes pressions entre le gabbro et le marbre a généré dans ce dernier des silicates de calcium divers (porphyroblastes de 20 cm). 

Philippe Belley (2017) a exploré le site entre 2006 et 2010, durant la construction de l'autoroute et la reconfiguration des chemins proches. Les affleurements disponibles alors n'étaient pas les mêmes que ceux existant lorsque je l'ai visité en avril 2015. Philippe signale des cristaux de clinopyroxènes verts de plus de 20 cm, de la titanite brun rougeâtre de 3 cm, de la scapolite xénomorphe de 15 cm, du feldspath potassique de 15 cm et du graphite massif. Mes propres observations ajoutent à cette liste de l'apatite turquoise xénomorphe. 

Philpotts (1976) a cartographié la région. Sa carte au 1/12 000 est fidèle à ce qui s'observe sur le terrain. 

Références

• Philippe M. Belley, Michel Picard, Ralph Rowe et Glenn Poirier, 2017 — Minerals of Highway-50, Grenville to Pointe-Au-Chêne, Québec. Lien : https://www.mindat.org/a/hwy50grenville
• Bourdeau, J.E. — 2009. A mineralogical investigation of a blue-calcite-bearing calc-silicate assemblage from Grenville, QC. B.Sc. Thesis, University of Ottawa.
• Philpotts A.R., 1976 — Canton de Grenville (partie sud-est). MRNQ, avec carte 1803 au 1/12 000.

Fig. 2.- Le gabbro avec des enclaves du marbre blanc qu'il recoupe.

Fig. 3. - Lentille de calcite dans le gabbro (enclave du marbre encaissant ou marbre mobilisé par l'intrusion du gabbro ?). Des cristaux de pyroxène vert (diopside ?) parsèment la calcite. Si vous faites coexister à hautes températures et hautes pressions des silicates (gabbro) et du carbonate (marbre), vous obtenez très logiquement des silicates de calcium (par ex. des Ca-pyroxènes).

Fig. 4. - Gros plan sur les cristaux de pyroxène vert de la fig. 3. La tête du marteau a 13 cm de long.

Fig. 5. - Calcite saumon, pyroxène vert bouteille, apatite turquoise, sphène (titanite) brune (?) à gauche de la tête du marteau, dans le pyroxène. Tout pour la joie du collectionneur de minéraux (que je ne suis pas).

Fig. 6. - Un filon de granite massif recoupe à son tour le gabbro.

Fig. 7. - Une faille verticale recoupe le gabbro et rend la roche friable.

Marbre de Thurso et de Ripon

Photo 1. Légende originale (Pelletier, 1927) : Closely folded Grenville limestone [marbre], in railway cutting north of Ripon, Quebec.  
Parties sombres : le marbre ; parties claires : inclusions plissées plus résistantes à l'érosion ressortant en relief. Au nord de Ripon, le chemin de fer passait à l'ouest de la route 317 moderne et longeait le lac Vert (lac Viceroy actuel).


Billet pour le plaisir (le mien).

Je cherchais depuis longtemps la thèse de Pelletier (1927) sur la géologie de Thurso. McGill l'ayant rendue disponible par Internet, j'ai pu enfin mettre une main avide, quoique virtuelle, dessus.

Je ne l'ai encore que parcouru. C'est un travail ancien, en partie obsolète dans sa nomenclature («Série de Buckingham», etc.), mais ses cartes sont détaillées, ses descriptions d'affleurements toujours valables ; pour l'amateur qui, comme moi, pratique la géologie au raz des pâquerettes, tout ça demeure à la fois instructif et très évocateur.

Le marbre des photos appartient à la province de Grenville et est âgé de plus d'un milliard d'années. Voir Corriveau (2013) pour plus de détails.



Photo 2. Marbre gris, de la même formation que celui de la photo 1 (jonction 317 et autoroute 50, entre Thurso et Ripon, juillet 2009). Les plis et le démembrement des inclusions sombres révèlent les mouvements de fluage qui ont affecté le marbre. Celui-ci, récemment percé pour une bretelle de l'autoroute, montre une surface encore fraîche et claire.

Photo 3. À quelques m de la tranchée de la photo 2 (juillet 2009). Marbre météorisé (en sombre), en retrait par rapport à ses inclusions résistantes.

Références

• Corriveau, Louise., 2013. Architecture de la ceinture métasédimentaire centrale au Québec, Province de Grenville : un exemple de l'analyse de terrains de métamorphisme élévé; Commision géologique du Canada, Bulletin 586, 251 p. doi: 10.4095/226449 
• Pelletier, Rene A., Geology of the Thurso area, Quebec and Ontario, "Thesis, submitted in part requirement for the degree of Doctor of Philosophie, at McGill University, Montreal, 1927.  http://digitool.library.mcgill.ca/R/?func=dbin-jump-full&object_id=140685&local_base=GEN01-MCG02

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.