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dimanche 18 juin 2023

Conglomérat déposé sur un quartzite grenvillien à Gatineau (ajout)

Mise au point (8 août 2023). - Un retour au site du grès de Nepean du lac Beauchamp (affleurement de la discordance Bouclier/plate-forme) m'a montré que le conglomérat qui se trouve à sa base ne se distingue pas de celui de la station Labrosse* dont il est question dans les lignes qui suivent. Les deux conglomérats contiennent des éléments anguleux à arrondis de quartz, leur seule différence notable étant l'absence de clastes de feldspath dans celui du lac Beauchamp. 

* Je n'avais pas donné d'indices clairs sur l'emplacement du conglomérat jusqu'ici parce qu'il se trouve sur un terrain privé interdit d'accès. Disons que je l'ai découvert au nord de la station Labrosse du Rapibus. 

Les interrogations que soulève ce billet sont donc obsolètes : je n'ai pas découvert un conglomérat pré-Nepean comme je l'ai un instant cru, mais une nouvelle occurrence d'un conglomérat Nepean, tout simplement. Ce qui est suffisant en soi pour justifier mon contentement.

Photos. - Pièce du conglomérat Nepean du lac Beauchamp à Gatineau ramassé au sol  : clastes de quartz anguleux à arrondis. 5 août 2023.






Complément au billet du 7 juin 2023, « Conglomérat à la surface d'un quartzite ».


Quartzite grenvillien â
gé de plus d'un milliard d'années sous le gris manteau d'argile de la mer de Champlain (10 000 ans). 
Moins de deux pieds carrés du quartzite sont couverts par les restes d'un conglomérat feldspathique vieux d'au moins 500 millions d'années. Auriez-vous pu le trouver au travers de ce fatras de débris ?
Gatineau, Qc, juin 2023.




Résumé

Conglomérat contenant des débris anguleux de feldspath reposant à la surface d'un quartzite de la province de Grenville (1 Ga), à Gatineau (Québec). Le conglomérat, très rouillé, devait se trouver à la base du grès de Nepean déposé en discordance (500 Ma) sur le quartzite. Il pourrait également s'agir des restes de la formation de Covey Hill qui a précédée le Nepean. (Le grès n'est pas exposé au site même.)

 


J’ai fait une découverte. Ma place est réservée dans les manuels de géologie (en tout petit, dans une note de bas de page, mais une place quand même).

Grâce à moi la stratigraphie de Gatineau va s’enrichir d’une formation pré-Nepean en contact direct avec le socle précambrien. Ce n’est pas rien.

Avant de voir la chose elle-même, voyons le contexte dans lequel elle s’inscrit par un examen rapide des unités ou des ensembles de roches qui forment le sous-sol de Gatineau et d’Ottawa.


Quartzite grenvillien (plus d'un milliard d'années). Le manque de contraste ne le rend pas très photogénique. 
Photo juin 2023.



À la base, tout en bas, se trouve le Bouclier canadien (bouclier précambrien, province de Grenville), complexe de roches métamorphiques et plutoniques âgé de plus d’un milliard d’années. Voilà les fondations sur lesquelles s’est édifié tout le reste – et, bien souvent, au nord de l’Outaouais par exemple, il n’y a que le Bouclier, sans rien d’autre dessus que les débris laissés par les glaciations ou, dans les vallées, l’argile de la mer de Champlain.

Plus tard, bien plus tard, sur cette base cristalline, sont venues se déposer les sédiments de la plate-forme du Saint-Laurent. Les plus anciens, ou les plus précoces, sont les grès de la fin du Cambrien (510 Ma ou millions d’années), suivis des calcaires, dolomies et shales de l’Ordovicien (485-444 Ma). (Je ne détaillerai pas d’avantage, voyez mon « Tableau des temps géologiques : Gatineau et ses environs »), mais grosso modo, la séquence sédimentaire témoigne de l’avancée et de l’approfondissement d’une mer qui gagnait sur le continent. Dans la région, l’arrivée de l’eau salée s’est faite par un bras de mer à la faveur de l’ouverture de l’océan Iapetus (une sorte de préquel de l’Atlantique). C’est le rentrant d’Ottawa (Ottawa Embayment), contenu par les hauteurs du Bouclier à Perth (Ontario), au nord de l'Outaouais (Laurentides) et au sud du Saint-Laurent (Adirondacks).

Note. Les âges des divisions géologiques sont souvent révisés : il peut donc y avoir des incohérences à travers les billets du blogue. Ces raffinements n’affectent pas le fond du discours.

Retenons simplement pour la suite que les premiers sédiments à se déposer dans la région sont les grès de la formation de Nepean. Le grès est une roche formée de sable lithifié (consolidé). Les sables de Nepean, composés de quartz presque pur, ont tapissé le fond et les bords du rentrant d'Ottawa.

Entre le Bouclier érodé (en dessous) et les sédiments nouveaux venus (au-dessus), existe ce qu’on appelle une discordance (discordance d’érosion). Elle est visible au lac Beauchamp (Gatineau) où l’on voit dans une coupe à flanc d’une butte le Bouclier (sous la discordance) et le grès de Nepean (au-dessus). Plus de 500 Ma séparent les roches de part et d’autre de la discordance. (Voir mon billet du 23 janvier 2011, « Lac Beauchamp : un milliard d'années inscrites dans la roche ».)


Conglomérat reposant sur le quartzite à  Gatineau : fragments (clastes) de feldspath blanc dans une matrice de sable vitreux (quartz).


Ailleurs dans le rentrant d’Ottawa, le grès de Nepean a été précédé par les conglomérats de Covey Hill. (Conglomérat : roche sédimentaire formée d'éléments de tailles hétéroclites.) On ne les trouve pas dans notre région. Ou bien ils ne se sont pas déposés chez nous, ou bien ils ont été érodés avant le dépôt du Nepean (hypothèse la plus probable). Mais bref, le résultat est que, dans la région de Gatineau et d’Ottawa, le Nepean repose directement sur le Bouclier, sans le tapis rugueux du Covey Hill. [Corr. : le Covey Hill affleure à Kanata, dans l'ouest d'Ottawa.]

Des points essentiels distinguent le Covey Hill du Nepean. La formation de Nepean est composée de grès et de conglomérats à cailloux arrondis de quartz. Le tout s'est déposé sur le fond et les marges du rentrant d'Ottawa. La formation de Covey Hill a une origine continentale (ses constituants proviennent de l'érosion du Bouclier) et ses éléments ont connu un transport fluvial. Elle est formée de grès et de conglomérats feldspathiques à éléments anguleux.



Le conglomérat, in situ. Fallait être attentif pour ne pas passer sans le voir. Ni sa couleur ni la rouille omniprésente ne contribuent à le distinguer du quartzite hôte. (Surface mouillée pour mieux faire ressortir les contrastes.)
Photos juin 2023.


Il faut retenir de ce qui précède que le Nepean a été édifié par des sédiments matures, triés et arrondis par un long transport. Ils ont donc une origine distale. Le Covey Hill a accumulé des éléments immatures tels les clastes (brisures) de feldspath anguleux qu’un long transport aurait émoussés ou détruits. Leur origine est donc locale. Ils proviennent de l'érosion du Bouclier proche. (Le feldspath en particulier est, contrairement au quartz, un minéral vulnérable absent des sédiments mobilisés. Sa présence dans un dépôt trahit une origine locale.)

La découverte

Or, j’ai découvert un conglomérat riche en clastes de feldspath blanc anguleux déposés directement sur le Bouclier (sur un quartzite) à Gatineau. Le conglomérat, d'aspect variable, contient en outre des clastes arrondis de feldspath et de quartz ainsi que des galet arrondis dans une matrice de grès quartzeux. Conglomérat et quartzite sont fortement rouillés.



Le conglomérat : un galet arrondi s'est détaché de la roche. 
(Non, le blogue n'est pas commandité par World of Maps.)


La présence d’une forte proportion de fragments de feldspath anguleux témoigne de l'origine locale (au moins partiellement) du conglomérat. Le secteur où je l'ai découvert abonde justement en quartzite et en granite blanc qui auraient pu fournir les clastes anguleux de quartz et de feldspath – ce dernier provenant surtout du granite.

Il est donc parfaitement légitime de se demander s’il ne s’agirait pas d’un (petit) lambeau de Covey Hill ayant échappé à l’érosion.

À la lueur de cette découverte, la colonne stratigraphique de la région serait donc :

Ordovicien : 485-444 Ma

  • Sédiments carbonatés et shales témoignant de l’avancée et de l’approfondissement de la mer (non répertoriés en détail ici : voir mon tableau des temps géologiques)

Cambrien moyen – Ordovicien inférieur : 509-497 Ma

  • Formation de Nepean du groupe de Potsdam ; origine marine et margino-marine, dépôt sur le fond et les marges du rentrant d’Ottawa : grès et conglomérat à cailloux arrondis de quartz
Discordance d’érosion à l'intérieur du groupe de Potsdam

Protérozoïque supérieur  (avant 539 Ma) – Cambrien moyen : 539-498 Ma

  • Formation de Covey Hill du groupe de Potsdam ; dépôts origine continentale (transport fluvial) : grès et conglomérats feldspathiques
Discordance d’érosion Protérozoïque-Paléozoïque (cf. lac Beauchamp, Gatineau)

Protérozoïque moyen : 1,6 – 1,0 Ga (milliard d’années)

  • Bouclier canadien, province de Grenville
  • Roches métamorphiques et plutoniques

Mes moyens et connaissances ne me permettent pas de trancher la question s’il s’agit de Covey Hill ou non. L’important est la place qu’occupe mon conglomérat dans la stratigraphie. Il est pré-Nepean et il repose directement sur le Bouclier. Il pourrait même représenter des sédiments encore plus anciens que le Covey Hill ? Pourquoi pas ?

Si cette origine plus ancienne ne s’avérait pas, il resterait que mon conglomérat étendrait vers le nord, au Québec, la zone couverte par le Covey Hill dans le rentrant d’Ottawa.

Ce n’est pas rien.

À moi la médaille Logan !

Ajout (23 juin 2023). 

Informations qui dormaient dans mes filières mais sur lesquelles je n'ai mis la main (et posé les yeux) qu'après la rédaction du mon billet.

Le conglomérat, au centre, et la glauconite gris-vert friable et terreuse, de chaque côté (la photo rend mal les teintes). Photo juin 2023.

 

Bernius (1996) signale la présence d'un conglomérat à quartz-feldspath de 5 cm d'épaisseur sur le Bouclier précambrien à la base du Paléozoïque dans des forages à Bell's Corners, Nepean (ouest d'Ottawa). Il ne précise pas si le conglomérat fait partie du Nepean (qui le surmonte), mais son texte permet de le supposer. 

La partie supérieure du Bouclier sous le conglomérat est fortement altérée et météorisée (saprolite) et Bernius plusieurs minéraux résultant de l'altération des roches, dont une glauconite gris-verdâtre, sont présents. « La glauconite est répandue dans les roches sédimentaires accumulées dans la mer [...], dans des secteurs proches des côtes. »

Ceci conforte ma première hypothèse selon laquelle mon conglomérat ferait partie du Nepean (et non du Covey Hill). La glauconite vert terne friable affleure sur le quartzite près de mon conglomérat.







Clastes anguleux de quartz et de feldspath.


Notes

Le site où j’ai découvert le conglomérat au fond d’une excavation dans une propriété privée non gardée et non clôturée. Il est probable que l'excavation précède des travaux de construction et que le conglomérat sera détruit ou qu'il deviendra inaccessible. La partie visible du conglomérat, blanc rouillé, sur un plancher de quartzite blanc rouillé lui aussi et recouvert de cailloux, n’excédait pas deux pieds carrés. Il m’a fallu un peu de visu et beaucoup de chance pour ne pas le manquer.

La nomenclature des sédiments du Paléozoïque de la plate-forme du Saint-Laurent varie selon les auteurs et les régions (Ontario, Québec ou État de New York). Les controverses entretenues par les géologues professionnels dépassent mes compétences. J’ai utilisé les termes Covey Hill et Nepean un peu librement, mais correctement, il me semble. Que les pros me pardonnent mes approximations !

Les formations de Covey Hill et de Nepean font partie du groupe de Potsdam. Selon certains, une discordance d’érosion sépare les deux formations et leur réunion dans un même groupe est problématique. Encore une fois, je ne suis pas en mesure de participer à ce savant débat.

 


Clastes, vides et matrice de sable vitreux (quartz). Sans oublier la rouille.

 


Pour en savoir plus

  • G.R. Bernius, 1996, Borehole Geophysical Logs from the GSC Borehole Geophysics Test Site at Bell's Corners, Nepean, Ontario. GSC, Open File 3157.
  • 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)
  • Williams, D. and P.G. Telford, 1986. Paleozoic Geology of the Ottawa Area. Geological Association of Canada, Mineralogical Association of Canada, Canadian Geophysical Union, Joint Annual Meeting, Ottawa '86, Field Trip 8: Guidebook, 25 p.
  • Williams, D.A., P.G. Telford, A.D. McCracken and F.R. Brunton, 1992. Cambrian-Ordovician Geology of the Ottawa Region. Geological Association of Canada, Canadian Museum of Nature, CPC-II Ottawa '92, Canadian Paleontology Conference, Field Trip Guidebook No. 2, 51 p.
  • A. E. Wilson, Geology of the Ottawa-St. Lawrence Lowland, Ontario and Quebec, Commission géologique du Canada (CGC), Mémoires 241, 1946, 66 pages + cartes 413A et 414A.



Ce n'est pas très visible sur photo, mais voici le seul échantillon à montrer un litage dans la disposition des grains et des clastes. Leur disposition est parallèle au bord inférieur de l'échantillon.

mercredi 7 juin 2023

Conglomérat à la surface d'un quartzite


Excavation au nord du terminus Labrosse du Rapibus, à Gatineau (Québec), début avril 2023. Le cratère était à sec lors de ma dernière visite, début juin. 
Sous le tapis d'argile grise de la mer de Champlain (12 000 - 10 000 ans), le quartzite du Bouclier canadien (plus d'un milliard d'années).



Un billet plus complet a été publié le 18 juin 2023.

Résumé


Conglomérat contenant des débris de feldspath anguleux reposant à la surface d'un quartzite de la province de Grenville (1 Ga), à Gatineau (Québec). Le conglomérat, très rouillé, devait se trouver à la base du grès de Nepean, déposé en discordance (500 Ma) sur le quartzite. (Le grès n'est pas exposé au site même.)


C'est souvent au retour d'une expédition, en examinant les échantillons recueillis, que l'on fait ses découvertes les plus surprenantes.

Échantillon du conglomérat. S'il ne paye pas de mine sous son revêtement rouillé, dites-vous qu'il s'agit là d'un morceaux du sol tel qu'il était il y a 500 millions d'années.

Un exemple : ce conglomérat extrait d'un coup de marteau d'un quartzite du groupe de Grenville âgé de plus d'un milliard d'années. Il méritait mieux que le regard distrait que je lui avais accordé en le récoltant, intrigué par son aspect tacheté. Il constitue un témoin rare de l'époque qui a précédé le dépôt en discordance du grès de Nepean sur le quartzite il y a 515 millions d'années. La présence dans le conglomérat d'éléments sous-millimétriques et de fragments anguleux ou allongés de feldspath blanc mesurant jusqu'à 15 mm indique que ses constituants se sont accumulés à proximité de leur roche mère : un transport sur de longues distances, par l'eau ou le vent, n'aurait laissé que de petits grains de sable quartzeux bien arrondis et mieux triés.

Si mon conglomérat rouillé ne paye pas de mine, dites-vous qu'il s'agit là d'un morceaux du sol tel qu'il était il y a 500 millions d'années ! Ça mérite un peu de respect.

Le granite blanc, abondant dans le secteur (paragraphe suivant), a pu fournir le feldspath et le quartz du conglomérat.

Granite blanc provenant du secteur. Il aurait pu fournir le feldspath (blanc) et le quartz (gris) du conglomérat.


Plus à l'est, à 1,5 km, la séquence complète granite/discordance/grès de Nepean est exposée au bord du lac Beauchamp (voir billet du 23 janvier 2011). La discordance à cet endroit contient en plus un paléosol altéré entre les deux roches et des galets de quartz de plusieurs cm apparaissent à la base du grès. Des centaines de millions d'années en un seul affleurement !


Détail de la photo précédente cadré sur les fragments de feldspath blanc anguleux. Noter la taille hétérogène des clastes. En bas, à gauche : vide long d'une dizaine de mm laissé par la chute d'un élément ovale.


L'interface quarzite/grès a pu canaliser les eaux souterraines, ce qui peut expliquer la rouille et l'altération des minéraux à ce niveau.

Le quartzite sur lequel j'ai recueilli le conglomérat est exposé dans une excavation creusée dans l'argile de la mer de Champlain au nord du terminus Labrosse du Rapibus, à Gatineau (terrain privé). Des traces de travaux anciens sont visibles dans le roc et la surface naturelle u quartzite n'a pas intégralement été préservée.



Affleurement de la discordance, lac Beauchamp, Gatineau, Qc.
Photo nov. 2010.

Coupe de l'affleurement
A) Granite de la province de Grenville (Bouclier  canadien), âgé de plus d'un milliard d'années.
B) Discordance d'érosion : elle coïncide avec la surface du continent telle qu'elle était avant le dépôt du grès (C).
C) Grès (sable consolidé) ; sédiments déposés au bord d'une mer peu profonde, il y a 515 millions d'années.
D) Surface du grès, polie par le passage des glaciers, lors de la dernière glaciation (80 000 - 12 000 ans).

Avec cet « affleurement de la discordance », nous disposons d'une coupe qui témoigne de plus d'un milliard d'années de l'histoire de notre continent. (Tiré du billet du 23 janvier 2011.)


Autre face de l'échantillon du conglomérat. Un feldspath long de 15 mm est visible à droite.

lundi 1 novembre 2021

Calcaire faillé dans l'Île-de-Hull : enfin visible !




Photo no 1 (18 oct. 2021). - Flèches tiretées : inclinaisons opposées des strates de deux compartiments du socle calcaire séparés par la faille Eddy (il n'y a pas de continuité entre les strates soulignées de part et d'autre de la faille) ; 1 : brèche de faille où des éléments du calcaire sont cimentés par de la calcite blanche ; 2 : bande sombre amorphe (roche broyée et pulvérisée par la faille (?) - il faudrait un examen in situ pour en savoir plus) ; 3 : mince veine de calcite blanche dans une fracture - il y en a d'autres, non visibles sur photo. Des plaques de calcite orangée et des taches de rouille couleur ocre, non visibles sur photo, accompagnent des fractures verticales dans les strates. Les 1 et 2 correspondent à la FE comme telle. Le creux dans le mur de roc correspond au lit d'une vallée comblée au début du XXe siècle.
Le nord est donné par la flèche blanchâtre à droite. Les formations ont depuis été entièrement recouvertes d'un crachis de béton et ne sont plus visibles.


Enfin, la faille Eddy (FE) est visible sur le plancher et l'un des murs des fondations du WE-2, excavées rue Eddy, dans l'Île-de-Hull. Résumons. - La  FE court du NO vers le SO à travers les strates du socle calcaire de la ville. Les travaux d'excavation des fondations d'un édifice (le WE-2) ont permis de la localiser sous le remblayage d'une ancienne vallée comblée au début du XXe siècle. La FE sépare un compartiment de calcaire plongeant vers le SO d'un autre qui plonge vers le NE. Mais reportez-vous à ces billets pour plus de détails :

 
La FE est donc visible, ou plutôt était visible, devrais-je dire, et partiellement. Était, parce que sitôt exposées au jour, les parois de calcaire ont été recouvertes de béton pour prévenir les chutes de roc et les irrégularités du plancher ont été comblées par de nouveaux épandages de béton. Partiellement, parce que la faille dans le mur de roc sous la rue Wright a, sitôt dégagée, été masquée à la vue par des installations et la machinerie. Je n'en ai que de mauvaises photos (photos 17 et 19 du billet du 3 août 2021, lien plus haut). Je crois que les gens du chantier en ont terminé avec le dynamitage et que travaux d'excavation sont achevés. Ce qui était à voir dans le chantier a été vu. De mon point de vue très subjectif, du moins.

Mais bref, la FE existe, elle est visible. L'essentiel de ce que j'ai écrit jusqu'ici demeure valable même si je compte revenir pour préciser certains détails.

Pour ajouter à ma satisfaction, je peux annoncer la découverte d'une brèche de calcite blanche cimentant la faille. Bon, ce n'est pas quelque chose d'exceptionnel, mais quand on doit identifier les roches au marteau suisse*, le moindre bonheur est amplifié par la difficulté et la rareté.

* Examen de formations rocheuses au loin, à la jumelle. J'ignore l'origine de cette expression. Expression s'expliquant par l'abondance de belles parois bien lisibles dans les Alpes en Suisse. (Mais il n'y en a pas qu'en Suisse, de telles parois...)

Note. - Les photos et les observations, à l'oeil nu ou aux jumelles, ont été faites depuis le trottoir, autour du chantier, aux endroits où cela était possible, le chantier étant interdit aux visiteurs, même bien intentionnés. La précision de mes interprétations a évidemment souffert de cet état de fait.


Photo no 2 (30 oct. 2021). - FE : faille Eddy à travers le plancher du chantier ; flèche tiretée à double pointe : largeur de la FE ; lignes tiretées parallèles : bords de la FE ; B et lignes pointillées : brèche de calcite blanche et de fragments de calcaire (sa bordure, à droite est masquée en partie par de la rocaille) ; c'est la continuation au sol de la brèche visible dans le mur de la photo no 1.
Le pendage (ou plongement) des strates dans le socle calcaire de part et d'autre de la FE et dans la FE est indiqué. 
Le nord est donné par la flèche blanchâtre en haut à gauche.
Forme pâle au liseré blanc : masque des éléments au premier plan qui rendaient la photo confuse.
Ces roches ne sont plus visibles, on a entrepris de combler les irrégularités du plancher avec du béton et on a coulé des fondations dans la « piscine ».


Photo no 3 (30 oct. 2021). - Vue un peu différente de la précédente, avec un peu plus de recul. B : la brèche de calcite blanche ; flèche blanche à double pointe : largeur de la FE.



Photo no 4 (30 oct. 2021). - Autre vue, sans plus d'annotations ; noter à gauche la brèche de calcite blanche aux bordures parfaitement parallèles, la même que celle visible sur la photo no 1.







Photo no 5 (cadre large et détail ; 30 oct. 2021).  - Vue dans l'autre sens. B : brèche de calcite et de fragments de calcaire. Détail. - Flèche blanche : plongement accentué des strates dans la faille est bien visible - comparez avec le plongement des strates à gauche de la FE à la photo no 1. Le nord est donné par la flèche blanchâtre en haut à droite de la vue générale. La section du mur commentée à la photo no 1 est à gauche de la toile jaune, dans la prolongation de la brèche de calcite.

mardi 3 août 2021

Calcaire faillé dans l'Île-de-Hull : suite (ajouts et retouches)



Carte no 1 : sites nos 1 et 4. - Source : Atlas de la Ville de Gatineau (détail).

Ligne pointillée noire : faille Montcalm (FM ; selon Wilson, 1938 ; réf. : voir carte no 2) ; les triangles noirs pointent le compartiment SW effondré du socle calcaire. Les flèches noires indiquent le plongement apparent des strates du calcaire dans les fondations des sites nos 1 et 4. Une flèche à deux pointes indique des strates horizontales. La longueur des flèches n'a aucune signification. Le plongement réel des strates du calcaire, déduit des plongements apparents, est approximativement donnés.

La ligne pointillée rouge indique une faille jamais cartographiée que je baptise ici faille Eddy ; FE. La FE sépare deux compartiments du socle du site no 4 : l'un à plongement vers le NE, l'autre, vers le SW. Le prolongement de la FE vers le site no 1 est problématique (? rouge), mais voir photo no 13.

Note. - La carte a été retouchée le 29 sept. 2021. De nouvelles observations donnent une FE pratiquement paralèlle à la FM, plus que sur les premières versions de la carte.


Suite du billet du 5 avril 2014, « Calcaire faillé dans le Vieux-Hull » qui traite des sites nos 1 et 2 (voir les cartes.) Le site no 3 est l'objet du billet du 11 août 2015, « Bassin dans le calcaire de l'Île-de-Hull ».

Le présent billet traite du site no 1 et d'un nouveau, le no 4. Il remplace ceux du 28 juillet et du 30 juillet 2021.

Toutes les photos, sauf la photo no 13 prise au site no 1, ont été prises au site no 4.

Ce billet a été réécrit le 17 septembre 2021 pour mieux intégrer les éléments ajoutés depuis sa mise en ligne. Les noms officiels de mes sites nos 1 et 4 sont WE 1 et WE 2. Je vais continuer à utiliser ma propre nomenclature.

CONCLUSION temporaire à cette affaire dans le billet  du 1er nov. 2021, « Calcaire faillé dans l'Île-de-Hull : la faille est (enfin) visible ! »


Un nouveau chantier de construction est actif sur la rue Eddy, au sud de l'Île-de-Hull (site no 4 sur les cartes) et les travaux d'excavation des fondations sont avancés. Le chantier occupe le quadrilatère bordé à l'W et à l'E par les rues Saint-Rédempteur et Eddy, au N et au S par les rues Wright et Wellington. Le rectangle ainsi défini fait face au chantier du site no 1, étudié en 2014 (lien au début du texte), du côté E de la rue Eddy.

(Notes. - Je n'ai pris connaissance de l'existence du chantier qu`à la mi-juillet. Les premiers états m'ont donc échappé et plusieurs données précieuses n'ont ainsi pas pu être récoltées.)

Le socle rocheux de l'Île-de-Hull est formé du calcaire de la Formation de Hull du Groupe de Trenton. Ces roches datent de l'Ordovicien moyen, soit d'environ 465 millions d'années. Les strates, horizontales à l'origine, lors de la déposition des sédiments, ont été dérangées, plissées, fracturées et basculées par des événements tectoniques subséquents.


Photo no 1. - Angle Eddy (à gauche) et Wellington (au fond) ; visée vers le S. Voir photo no 2. (Photo 17 juillet 2021.)


Avec les observations colligées dans les chantiers des sites nos 1 et 4, il est possible d'obtenir une coupe du socle rocheux longue de 160 m. Aux deux endroits, les excavations permettent de suivre (ou l'ont permis : l'édifice du site no 1 est achevé et le roc de ses fondations n'est plus visible) l'attitude des strates du calcaire et d'observer les plissements ou dislocations qui les ont affectées.

Les failles

Le passage au N des chantiers d'une faille majeure déjà cartographiée qui coupe en diagonale l'Île-de-Hull (Wilson, 1938 ; réf. carte no 2), la faille Montcalm (FM ; billet du 5 avril 2014, lien plus haut) fait du secteur un sujet d'étude particulièrement intéressant. La FM, d'orientation NW-SE, est une faille normale, c'est-à-dire une faille d'extension (rupture par étirement) ; le compartiment au SW de la rupture s'est effondré par rapport au compartiment au NE. Est-ce que la tectonique que nous découvrons dans les sites 1 et 4 suit le patron de la FM ?

L'interdiction d'entrer sur les chantiers, l'impossibilité de prendre des mesures directes m'obligent à me contenter d'observations et de photos faites depuis le trottoir. Le plongement des strates du calcaire donnés ici (carte no 1 et texte) est donc approximatif. (Je le souligne !)


Photo no 2. - Visée vers le SW, même site que photo no 1. Les strates du calcaire s'inclinent vers l'E le long de Wellington et vers le N le long d'Eddy. Le plongement apparent se résout à un plongement réel (mais approximatif) NE. (La perspective nuit à l'appréciation des angles par rapport à l'horizontal ; voir la photo no 3.) (Photo 12 juillet 2021.)


La presque totalité du site no 4 est occupé par un compartiment du socle plongeant faiblement vers le NE ; en revanche, l'angle à l'intersection des rues Wright et Eddy est occupé par un compartiment qui plonge de façon plus marquée vers le SW. Une faille orientée NW-SE, non cartographiée jusqu'à aujourd'hui et que je baptise ici faille Eddy, ou FE, sépare ces deux compartiments. (Voir «Ajout » du 4 sept., plus bas, sur la possibilité d'un plis plutôt qu'une faille.) Le passage de la faille serait souligné par une « tranchée » rectiligne dans le plancher du chantier, tranchée qui relie deux interruptions murées par des panneaux de bois soutenus par des piliers dans les parois de roc des fondations. Ces interruptions seraient les vestiges d'un ancien ravin creusé dans le roc, ainsi qu'il est expliqué plus bas. 

On trouve aussi des strates plongeant vers le SW au site no 1. Cependant, la présence de strates horizontales sur trois des quatre parois de ses fondations (carte 1 et billet du 5 avril 2014) s'intègre mal dans le schéma général. Une interruption dans la paroi calcaire W des fondations du site no 1, elle aussi murée par des panneaux de bois, prolonge malgré tout celles du site no 4, ce qui tend à prouver que le ravin au site no 4 se prolongeait sous la rue Eddy sur les deux sites (photo no 13). 

Le plongement vers le SW, visible dans les deux sites, est compatible avec la tectonique de la FM dont le compartiment SW s'est effondré. Le plongement vers le NE du compartiment plus éloigné de la FM serait le résultat d’ajustement à la cassure principale. Sur les cartes, les failles se résument le plus souvent à une ligne simple ; sur le terrain, on est plutôt en présence d'un faisceau ou d'un couloir de failles et de fractures embranchées. Rien n'empêche dans ces conditions que ma FE soit en réalité la FM...


Photo no 3. - Angle Wright et Eddy (à gauche) ; visée vers l'E. Fines lignes rouges pointillées : inclinaisons apparentes des strates du calcaire. À l'angle Wright et Eddy, les strates s'inclinent vers le SW. À droite, les strates le long de la rue Eddy plongent vers le N (voir photos nos 1 et 2). (Il n'y a pas de continuité entre les strates soulignées de part et d'autre de la faille ou de la rupture.) Au fond, le building rouge et gris s'élève sur le site no 1. Le mur de panneaux de bois représente la section d'un ancien ravin dans le socle calcaire. En l'absence du roc, il soutient le remplissage sous la rue Eddy. Selon Brault (1950 ; citation plus bas), un pont enjambait autrefois le ravin. (Photo 26 juillet 2021.)


La tranchée et le ravin

Avant l’ouverture du chantier, rien ne laissait soupçonner l’existence du ravin : le sol avait été nivelé, des constructions et un parking occupaient le terrain (carte no 1). Le ravin avait donc été comblé à un moment ou l’autre de l’histoire du quartier.

Avec la fin des vacances de la construction, j'ai pu interroger début août l'un des contremaîtres du chantier du site no 4. Il m'a confirmé que la tranchée dans le plancher des fondations préexistait aux travaux du chantier. Elle ne serait donc pas totalement d'artificielle, même si je pense que les travaux actuels (et passés ?) ont affecté son allure. J'expose mes conclusions à ce propos plus loin.

La carte no 3 (1908) montre qu'un ravin a bel et bien existé, au moins jusqu'au début du XXe s. à l'emplacement de la tranchée ; il se prolongeait vers le NW de l'autre côté de la rue Wright sous laquelle il passait. Le ravin a été creusé dans le roc par un agent naturel. L'attaque d'une faille par l'érosion fluviatile ou sous-glaciaire peut très bien expliquer la présence du ravin qui représente l'extrémité d'un système de ravinement plus vaste (voir à ce sujet le billet du 10 août 2013, « Île-de-Hull : guide géologique », carte no 5.) Deux ponts enjambaient le ravin, l'un rue Wright et l'autre rue Eddy aux endroits où se trouvent les murs de panneaux de bois :

« Au point de vue de l'égouttement ou du drainage, la ville de Hull, coupée de ravins et de ruisseaux, et semée de lacs, présentait à son début, de nombreux problèmes. Qui ne se souvient du pont au-dessus du ravin qui traversait la rue Dupont [Bridge Street sur la carte no 3 ; maintenant rue Eddy], entre les rues Wellington et Wright, et qui coupait ensuite la rue Wright, près de la rue Ravine [rue de Carillon] ? » (Lucien Brault, Hull 1800-1950. Ottawa, Presses de l’Université d’Ottawa, 1950, p. 103)

Remplissage, bouteilles et paillettes

J'ai vu les travaux élargir la tranchée avec la reprise des activités début août. Mon idée est que le ravin de la carte de 1908 (carte 3), cause des interruptions (murées par des panneaux de bois) dans les parois de calcaire des fondations, est une formation naturelle masquée par l'urbanisation. La tranchée et les longues cassures rectilignes dans le plancher des fondations seraient le résultat du travail des humains (travaux actuels ou antérieurs.) À quoi ressemblait le ravin avant l'intervention humaine ? Ce genre de détails est perdu. 

Selon le contremaître, les gens du chantier ont cru être en présence d'un ancien lac qui aurait été rempli avec un peu n'importe quoi. Un bulldozer était en train de vider la tranchée le 2 août d'une terre noire où j'ai cru voir une planche de bois. Le contremaître a utilisé les termes sol contaminé pour décrire le remplissage qui contenait beaucoup de bouteilles, souvent intactes, du genre de celles utilisées autrefois dans les pharmacies, ainsi que des bouteilles de bière. J'avais déjà constaté les jours derniers la présence de larges paillettes de mica ambré (phlogopite), parfois aussi larges que des plats, dans le remplissage rejeté sur le côté du chantier. La phlogopite, ou mica ambré, a été autrefois exploité dans la région (voir billet du 7 mars 2012, « Histoire minière de l'Outaouais II » ). (Les paillettes de mica passent inaperçues sur les photos qui capturent mal leurs reflets : voir quand même la photo no 11.) On remarque toutefois que ce quireste du remplissage ne suffirait pas, et de loin, à combler le ravin. Une partie avait peut-être déjà été retirée quand j'ai pris connaissance du chantier. Il y avait des constructions au dessus du ravin avant l'ouverture du chantier. Le ravin a donc été comblé entièrement. (Rue Wright, les constructions au-dessus du ravin comblé sont toujours là ; voir cartes de 1908, 1928 et de 2021 du billet du 28 août 2021.)


Photo no 13 15 (la numérotation n'est pas suivie). - Bulldozer remuant le remplissage noir gorgé d'eau dans la tranchée de la faille Eddy. (Photo 2 août 2021.)


Or, la carte de 1908 (carte 3)  atteste de la présence de l'Ottawa Mica Co. et d'une Mica Shop rue Montcam, entre les rues Gagnon et Charles-Bagot (noms actuels), à 400 m au NW du chantier ; les rejets de l'atelier sont peut-être entrés dans la composition de remplissages, là ou ailleurs, lorsqu'il s'est s'agit de niveler le sol et de bâtir au-dessus des inégalités du relief. 

Quant aux bouteilles, il y avait d'ailleurs une pharmacie (Drugs[tore]) à l'ange SE des rues Eddy et Hôtel-de-Ville (rues Bridge et Albert ; carte de 1908*) et plusieurs hôtels sur la rue Eddy, des Sal[oons(?)] et des Groc[eries(?)]. Mais l'approvisionnement en bouteilles de bière n'a jamais dû être un souci**... Il semble bien que le ravin ait servi de dépotoir sauvage.

* Carte de 1908, mais aussi de 1887 et 1928, billet du 28 août 2021, « Le pont au-dessus du ravin de la rue Wright ». 

** J’avais d’abord compris que le remplissage était plein de débris de verre dont j’avais attribué la présence aux conséquences de l'explosion de la General Explosives Company of Montreal Ltd, le 8 mai 1910. L'explosion avait brisé les vitres jusqu';a Ottawa et Pointe-Gatineau. Mais puisqu’il s’agit de bouteilles, et non d'éclats de vitres, mon hypothèse ne tient plus (voir le blogue de l'historien Raymond Ouimet).

Les murs de soutènement de panneaux de bois le long des rues Eddy et Wright sont du type servant à contenir les sols de type remplissage (je n'ai pas les termes techniques ; conversation avec un contremaître, 15 sept. 2021). Ces panneaux délimitent des sections du ravin primitif (retouché ou non par des travaux anciens ou actuels). Les murs de bois dessinent le profil d’une vallée en U largement évasée. (Mais tenir compte des altérations dues aux travaux.) 

Enfin, j'ai appris par le contremaître que l'excavation allait se poursuivre encore 140 pieds plus profond (env. 40 m).


Photo no 14 (l’ordre des photos ne suit pas la numérotation). - Bulldozer descendu dans la tranchée de la faille Eddy. Les murs de panneaux de bois dessinent le lit de l'ancien ravin. Les panneaux descendent jusqu'au niveau du roc sain ; ils soutiennent le remplissage sous la rue Eddy. Le profil de la vallée qu’ils révèlent est largement évasé. (Photo 2 août 2021.)


Tout confirme l'existence d'une faille - faille Eddy ou comme il vous plaira de l'appeler -, zone fragile du socle rocheux qui explique à son tour celle du ravin de la carte de 1908 et de la tranchée. Il aurait été intéressant de voir l'état du calcaire sur les bords du ravin avant les travaux (ceux de cette année et ceux du début du XXe s.) afin d'examiner l'état primitif de la roche sur ses bords et d'y chercher des signes d'érosion par l'eau. Ces renseignements sont aujourd'hui perdus, de même que le détail du réseau de ravins qui, partant de la rue Morin aboutissait rue Eddy et auquel appartenaient les berges rocheuses du lac aux Vairrons, lui aussi comblé (parc Fontaine). (Voir les billets du 7 août 2013, « Hull : lacs et vairons éponymes » et celui du 5 février 2016, « Qui a façonné l'Île-de-Hull ? ». Voir aussi la carte 1887a du billet du 28 août 2021.)

Relief et tectonique

La pente descendante de la rue Wright suit le plongement vers l'W des strates à l'angle de la rue Eddy (photo no 4)*. Voilà un des rares cas où le relief s'explique par la tectonique. Mais toute la colline de la rue Wright, isolée au sud de la plate-forme de l'Île-de-Hull, et tout le plat terrain de part et d'autre sont traversés par la FM. La FM correspond donc tantôt à un « haut », incluant le point culminant de l'Île (71 m, rue Wright), tantôt à des « plats ». Le lien entre tectonique, failles et relief n'est donc pas automatique.

* AJOUT (11 août 2021). - La montée de la colline s'accentue brusquement à l'angle NE du quadrilatère du site 4, ce qui correspond à l'attitude des strates du calcaire qui s'élèvent vers le NE (ou plongent vers le SW) à cet endroit. Par contre, le plongement vers le NE des strates partout ailleurs sur le site est à contre-sens du relief qui s'abaisse doucement vers le S et vers l'W.


Photo no 4. - Angle Wright et Eddy ; visée vers le N. Le relief de la colline suit l'inclinaison des strates, rue Wright (le point culminant de l'Île-de-Hull, à 71 m d'altitude, est sur la rue Wright, à l'E des limites de la photo). À l'avant-plan, à droite, les strates le long de la rue Eddy (voir photos 1, 2 et 3). Les murs de panneaux de bois marquent l'emplacement de l'ancien ravin. 



Conclusion

Il est remarquable du moins que, dans l'Île-de-Hull, partout où la roche affleure le long du parcours de la FM, les strates du calcaire sont dérangées. Même les chutes du ruisseau de la Brasserie se plient à ce patron local (billet du 19 mars 2017, « Néotectonisme au ruisseau de la Brasserie ? »).

AJOUT (4 sept. 2021). - Les différences de l'inclinaison des strates d'un coin à l'autre du chantier pourraient aussi bien être le résultat du plissement du socle calcaire. [Non, il s'agit bien de failles : voir « Ajout » du 2 oct. 2021.] Cependant, la présence sur le site d'un ravin linéaire renforce la possibilité qu'une faille coupe le roc à cet endroit. Si le ravin a été creusé par l'action de l'eau (à l'air libre ou sous un glacier), une faille, outre la vulnérabilité du roc fracturé qu'elle implique, aurait été plus apte à canaliser le courant et à en subir l'érosion qu'une simple flexure du socle. Enfin, l'orientation du ravin est proche de celle de la faille Montcalm, qui passe quelques dizaines de m au NE du chantier. Le système de ravins qui coupaient l'Île-de-Hull est exposé dans le billet du 5 février 2016, « Qui a façonné l'Île-de-Hull ? » Le billet du 28 août 2021, « Le pont au-dessus du ravin de la rue Wright », donne une carte plus fiable de ce système de ravins et d'escarpements : voir les cartes de 1887, réalisées avant que le sol de la ville ne soit régularisé et nivelé au point que bien de ses caractéristiques originales soient maintenant insoupçonnables.


Carte no 2. - Île-de-Hull

Annotations © Henri Lessard, 2014, 2021 ; fond de provenance inconnue.

CC : chutes des Chaudières (mars 2017 + suites) ;

CE : château d'eau et chutes du ruisseau de la Brasserie (mars 2017 + suites) ;

F : failles anonymes (Wilson, 1938*) ;

FA : faille des Allumettières (Lessard, 2009) ;

FM : faille Montcalm (selon Wilson, 1938*) ;

MA : marmite des Allumettières (Lessard, 2009) ;

1 : chantier angle Eddy et Wellington (avril 2014, lien au début du billet) ;

2 : strates inclinées (avril 2014, lien etc.) ;

3 : chantier rue Montcalm (août 2015, lien au début du billet) ;

4 : chantier juillet 2021 (ce billet).

*A.E. Wilson, 1938 — Ottawa Sheet, East Half, Carleton and Hull Counties, Ontario and Quebec. Commission géologique du Canada, carte 413A, 1 feuille (1/,63 360).

AJOUT (28 déc. 2023)

Raymond (1913) décrit une faille traversant le calcaire Trenton à la Axe Factory quarry de Hull. Le décalage entre les deux côtés de la faille se mesurait à 4,5 m, le côté est étant abaissé. Il n'est pas clair à lire le texte original s'il existait un dénivelé correspondant à la faille ou si le socle avait été nivelé par l'érosion. La Henry Walters & Sons Axe Factory était située sur la rive ouest du ruisseau de la Brasserie, face à la chute du château d'eau (CE sur ma carte). On peut supposer qu'il existe un lien entre la faille de la Axe Factory et la chute du ruisseau. Voir les billets suivants à ce propos :

Pour le propos du présent billet, il est probable que la faille de la Axe Factory quarry ait été reprise et prolongée par Wilson sur sa carte (1938 ; op. cit.) C'est cette faille que j'ai baptisée faille Montcalm (FM) sur ma carte 2. La Axe Factory quarry pourrait être la carrière désaffectée anonyme U3 sur ma carte des carrières de calcaire de la ville de Hull. Voir mon billet du 9 sept. 2015.

Source. - Percy E. Raymond (1913). « Ordovician of Montreal and Ottawa. Excursion A 11 » dans : Canada, Department of Mines. Guide Book No. 3 Excursions in the Neighbourhood of Montreal and Ottawa. Issued by the Geological Survey, Ottawa, 1913, p.137-160.


Carte no 3. - Détail de Chas. E. Goad, 1908 ; feuillet no 177.

Cadres rouges : sites nos 1 et 4 ; ombre bleue : ravin (« tranchée ») dans le site no 4 et sa continuation au N de la rue Wright) ; FM et ligne tiretée noire : faille Montcalm. La faille Eddy, non reportée ici, paralèlle à la FM, coïnciderait avec le ravin. 

Deux ponts passaient au-dessus du ravin, l'un sur Bridge Street (rue Eddy actuelle) et l'autre sur la rue Wright. Le ravin a ensuite été comblé et recouvert de constructions.

Noms des rues : nom sur la carte : nom actuel. - Bridge Street : rue Eddy ; rue Chaudière : rue Saint-Rédempteur ; Church Street : rue Saint-Jacques ; Wellington Street : rue Wellington ; Wright Street : rue Wright.

Source : Chas. E. Goad (éd.), 1908 – Hull & Vicinity, Que., January 1903, revised May 1908. Toronto, Montreal, London, 1 map on 44 sheets[, feuillet no 177 (détail)]. Bibliothèque et Archives Canada.



Photo no 5. - Même point de vue que la photo no 4 ; les travaux d'excavation sont plus avancés (Photo 17 juillet 2021.)

Photo no 6. - Visée vers le N. Même point de vue que les photos nos 4 et 5 ; la faille Eddy passe par murs de soutènement en bois qui contiennent le remplissage sous les rues. Ils descendent jusqu'au roc sain. Des ponts passaient à leur emplacement autrefois selon Brault (citation plus haut). La FE séparerait les strates du fond (plongement SW) de celles à l'avant-plan (plongement NE). (Photo 26 juillet 2021.)

Photo no 7. - Visée vers le S. Même site qu'aux photos nos 4, 5 et 6 vu dans la direction opposée. La tranchée (naturelle ? retravaillée ?) : passage de la faille Eddy.

Photo no 8. - Rue Wright à droite ; visée vers l'W. Les strates du calcaire penchent légèrement vers le N et l'E (voir photo no 9). Le mouvement qui en résulte est un léger plongement vers le NE. (Photo 17 juillet 2021.)

Photo no 9. - Rue Wright ; visée vers le S, même excavation que celle à droite de la photo no 8. La pente vers l'E des strates du calcaire est bien visible. (Photo 26 juillet 2021.)


Photo no 10. - Visée vers l'W depuis la rue Eddy. Les lignes tiretées H donne l'horizontale. Les strates du calcaire et le terrain s'inclinent vers le N (courtes lignes rouges) ; c'est plus évident dans l'excavation des photos nos 8 et 9. (Photo 3 août 2021.)

Photo no 11. - Visée vers le S, dos à la rue Wright ; à gauche, la rue Eddy. La tranchée au fond du plancher de calcaire. (Photo 12 juillet 2021.)

Photo no 12. - Visée vers l'W ; à droite, la rue Wright. La tranchée prolongée (et comblée) jusqu'au mur de soutènement en bois, rue Wright (ligne tiretée rouge). Un pont a déjà existé à cet endroit, au-dessus d'un ravin (Brault ; 1950 et carte no 3). Les taches jaunâtres en bas à droite sont des paillettes de mica. La photo rend mal leur éclat vitreux. (Photo 16 juillet 2021.) 




Photo no 13 (site no 1, 18 avril 2014, face à l'actuel site no 4). - Visée vers le NW ; la rue Eddy de l'autre côté du chantier. Le mur de panneaux de bois prolonge le ravin du site no 4. Les strates sont ici horizontales (lignes tiretées rouges). Le ravin se poursuivait donc plus vers l'E, au-delà de la rue Eddy, que ne le montre la carte no 3. On remarque que le lit du ravin dessine le même profil en U très évasé qu’au site no 4.

 AJOUT (2 oct. 2021)

Enfin, la faille et ses cassures sont visibles ! 

Photo no 16 (les photos ne sont pas toutes dans l'ordre de numérotation). - Au loin, la rue Wright ; visée vers le nord. La faille qui sépare deux compartiments du socle est visible sous le lit de l'ancien ravin (matérialisé par le mur de soutènement en bois). À gauche, les strates s'inclinent vers l'est ; à droite, vers l'ouest. Les lignes blanches aident à se représenter l'attitude des strates ; les flèches indiquent leur plongement. 

Il n'y a pas de continuité entre les strates soulignées de part et d'autre d'une faille ou d'une rupture.

Il y a deux failles (F1 et F2) et un plis (P). Les petites flèches parallèles indiquent le mouvement relatif des compartiments de chaque côté des failles. Ici, elles sont représentées à la verticale en l'absence d'indication sur leur inclinaison réelle. Le compartiment à l'est semble être demeuré d'un seul tenant ; il s'est retroussé (P) en s'effondrant près de la F2 ; le compartiment à l'ouest s'est rompu (F1). Le résultat est un effondrement général du socle à l'endroit des cassures. 

Les affleurement ont été recouvert d'un couli de ciment pour des raisons de sécurité. La lisibilité du site en souffre beaucoup. (Photo 17 septembre 2021.)



Photo no 17. - Détail des F1, F2 et P de la photo no 16. L'affleurement a été recouvert de débris rocheux peu de temps après avoir été mis au jour et n'a pas été longtemps visible. (Photo 17 sept. 2021.)

Photo no 18. - Faille (F3) sous la rue Eddy. La F3 se place immédiatement à la droite de la photo no 14. Comme pour la rue Wright, la faille de la rue Eddy se trouve sous le lit de l'ancien ravin (mur de soutènement en bois), entre deux compartiments inclinés en sens opposés (la perspective atténue le contraste des inclinaisons, voir photo no 3). La zone de faille, qui correspond à l'intervalle, n'est toujours pas assez dégagée pour que sa structure ne soit décrite. Le trajet de la faille Eddy (FE), entre les F1-F2 et F3, est matérialisée par la ligne pointillée. Voir photo suivante. (Photo 29 sept. 2021.)

Photo 18 et 19 : il n'y a pas de continuité entre les strates soulignées de part et d'autre d'une faille ou d'une rupture.

Photo no 19. - Tracé de la FE entre les deux ouverture de l'ancien ravin. À l'endroit de la F3 se trouve peut-être deux failles, à l'exemple des F1 et F2. Pour l'instant, il n'est pas possible d'en dire plus. (Photo 17 sept. 2021.)