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mercredi 8 novembre 2017

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.
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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.

samedi 30 septembre 2017

Plis et plongements dans un marbre (revu)


Billet réécrit le 19 octobre 2017, le lendemain d'un retour sur le site (première visite : 27 août 2017). Cette nouvelle version apporte quelques précisions qui manquaient à l'originale sans modifier le fond du texte.


Photo 1. - Partie ouest d'une tranchée de route dans un marbre gris. Route 366, face au lac Barnes, en Outaouais, env. 2 km à l'est de Ladysmith.
De gauche à droite (de l'ouest vers l' est) : plis déversé dans le marbre souligné par de minces lits d'amphibolites noires précédemment isoclinalement plissées (voir photo 8) ; large filon oblique de granite gris clair ; marbre, à nouveau. La suite (partie est) de la tranchée : photo 2.



Photo 2. - Partie est de la même tranchée de route. Le dyke oblique de granite gris clair de la photo 1 passe au dessus de bandes de marbre contenant de minces lits d'amphibolites noires. Notez le plis isoclinal dans le lit noir, en haut, à droite. Au centre de la photo, en bas : boudins de granite gris clair (photo 3) ; à droite : inclusion d'un gabbro(?) recoupé par du granite gris clair (photo 7).


Résumé

Marbre contenant des inclusions mafiques et granitiques. Les plis et dislocations ont enregistré le transport vers l'ouest de compartiments de l'écorce terrestre il y a plus d'un milliard d'années dans la province de Grenville du Bouclier canadien.
Localisation
Route 366, face au lac Barnes, en Outaouais, env. 2 km à l'est de Ladysmith (60 km au NW du centre-ville de Gatineau, Qc).


Cette tranchée de route dans le marbre est toute neuve, en tout cas très récente. En témoigne l'éclat du marbre blanc. Kretz (1977, p. 27) signale en effet que le marbre dolomitique est d'un blanc éclatant en cassure fraîche, ce qui est le cas ici*. L'affleurement mériterait à plus d'un titre de figurer dans les guides géologiques de la région. Pas seulement parce qu'il est frais, mais surtout par l'aperçu qu'il donne sur l'histoire tectonique de la région.
* L'éclat du marbre n'est pas un indice infaillible. Cependant, le contraste entre les bandes grises et blanches souligne les contraintes tectoniques subies par la roche, et c'est ce qui m'importe ici. 

On reconnaît sans mal le marbre, gris ou blanc se (marbre calcitique ou dolomitique). Les intrusions noires sont des amphibolites (gabbro +/-métamorphisé), très fréquentes dans les marbres et les gneiss de la région. Un grand filon de granite gris clair coupe la tranchée de bas en haut. La tectonique a travaillé les roches de façon très différente de part et d'autre du filon de granite (photos 1-2) :

À l'ouest (photo 1), de minces lits d'amphibolites (en boir) dans un marbre gris sont pris dans un plis déversé pointant vers l'ouest. On note que les amphibolites ont d'abord été plissées de façon serrée (plis isoclinal) avant d'être reprises par le plis déversé (photos 1 et 8).

À l'est (photo 2), le rubanement du marbre blanc et gris plonge vers l'ouest ; les amphibolites sont étirées et plissées. Notez le plis isoclinal dans une amphibolite noire et boudinées (photo 4).

On retrouve inclus dans le marbre, côté est, un train de boudins de granite gris clair (photo 3) et de gabbro(?) (photo 7). Le gabbro a été recoupé par du granite gris clair avant d'être incorporé dans le marbre. J'ignore à quel point tous les granites clairs rencontrés ici sont apparentés, mais ils se ressemblent énormément. (Pour un observateur non averti, le granite gris et le marbre gris sont faciles à confondre.)

Il y a clairement discontinuité de style tectonique de part et d'autre du filon oblique de granite gris clair. Ce dernier recoupe à la fois le rubanement du marbre de la partie est et le plis déversé de la partie ouest. Aucun signe de déformation ou d’amorce de rupture n'est apparent dans le filon de granite massif, ses bords demeurant nets et parallèles. On observe toutefois un rubanement interne parallèle à ses bords. Enfin, à l'ouest, on observe nul boudin de granite ou de gabbro, mais ce peut être un hasard.

Dans sa partie supérieure, les différentes parties de l'affleurement présentent une attitude plus homogène, le flanc supérieur du plis déversé, le filon oblique de granite gris clair et le rubanement du marbre prenant une allure concordante à plongement vers l'ouest. C'est à se demander si le plis déversé n'est pas le résultat du décollement de la partie ouest le long du filon oblique. Le fait que les lits d'amphibolites noires sur le flanc supérieur du plis déversé montrent des plis isoclinaux pareils à ceux visibles à l'est amène à penser que ce plis est tardif, qu'il a repris des éléments déjà plissés de façon serrée.

Les déformations et ruptures visibles ici ont enregistré le transport de compartiments de la croûte terrestre vers l'ouest durant l'orogénie de la province de Grenville il y a plus d'un milliard d'années.

Toutes les photos datent du 27 août 2017.


Références

  • Kretz R., 1977 — Fort-Coulonge - Otter Lake - Kazabazua area. MRNQ, DPV 514, 309 p., with 4 maps, 1:63 630 to 1:7 920.
  • Kretz R., 1997 — Metamorphic crystallization: Exemples from the Ottawa Valley and the Laurentian Highlands. GAC/MAC, Joint Ann. Meet., Ottawa, 1997, field trip guidebook A6, 28 p.




Photo 3. - Un boudin de granite gris clair (visible au bas de la photo 2) dans le marbre ; au dessus, replis d'un mince lit mafique (amphibolite) boudiné.



Photo 4. - Plis isoclinal dans une amphibolite noire. (Voir photos 5-6.)



Photo 5. - Plis et boudinage dans une amphibolite au dessus d'un budin de granite gris clair : gros plan de la photo 4.



Photo 6. - Gros plan des inclusions sombres de la photo 4.



Photo 7. - Détail d'un gabbro (?) non métamorphisé, recoupé, avant d'être inclus dans le marbre, par un granite gris clair. L'inclusion est visible en bas, à droite, de la photo 2.



Photo 8 (ajout 30 sept. 2017). - Plis isoclinaux sur le flanc du plis déversé (photo 1).