Déformation Tardi-Acadienne de la marge Laurentienne

DÉFORMATION TARDI-ACADIENNE DE LA MARGE LAURENTIENNE

La déformation tardi-dévonienne D$ au sein de la zone externe de Humber

Dans la section qui suit, nous décrivons plus précisément l’orientation et la cinématique des failles D5 documentées au cours de ce projet de thèse. L’intérêt que nous portons à ce système de failles est lié à son association à l’activité hydrothermale datée à 358 ± 8 Ma dans la zone de externe de Humber (Sasseville et al., 2008). Ce système de failles semble constituer la porosité structurale de cette activité hydrothermale. Des veines de carbonate-barite localement minéralisées en plomb-zinc (cf. Beaudoin et al., 1989) partagent des caractéristiques structurales et des relations de recoupement consistantes avec le système de failles tardi-dévonien D5 dans les Appalaches et les orientations de ces veines sont consistantes avec le système dévonien de failles associé au SRSL dans le socle grenvillien. Un affleurement clé de 2 km de longueur sur les berges du fleuve Saint-Laurent à Rivière-du-Loup constitue un affleurement type du système de failles D5. La cartographie détaillée de cet affleurement a permis d’analyser les relations structurales entre des veines de carbonate et le système de failles D5 (Fig. 3.3) ; les veines étant associées à l’évolution du système de failles D5. Le Tableau 3.1 synthétise l’orientation et les jeux des principales failles cassantes D5. Quatre familles de failles présentant des recoupements mutuels ont été distinguées : (1) des failles d’orientation N 070° à pendage variant entre 50° et 75° qui constituent l’élément principal du système (Fig. 3.3), (2) des failles orientées N 318°, (3) des failles N 010° qui définissent des fossés d’orientation Nord-Sud entre les failles décrochantes N 070°, et (4) des failles d’accomodation orientées N 180° développées au sein de ces fossés.Dans ce système de failles, des veines de carbonates sont orientées Nord-Ouest – Sud-Est et correspondent à des tensions associées aux failles décrochantes N 070°.Dans la région de Saint-Anselme, plusieurs essaims de veines de carbonates sont associés à des failles normales (Fig. 3.2 ; Fig. A.2). La cartographie de l’affleurement situé en aval du pont de Saint-Anselme, ie long de la rivière Etchemin (Carte CS03-02,Annexe A), a permis d’établir que ce système de veines est associé à des failles normales D5. La porosité structurale D5 et l’activité hydrothermale sont datées à 358 ± 8 Ma (Sasseville et al., 2008). L’analyse structurale de cet affleurement-clé nous a permis de constater quatre familles de failles et de veines D5. Les familles de veines N 070° / 75° et N 040° / 77° sont respectivement associées à des veines orientées N 105° / 80° et N 230° / 70° qui définissent des systèmes conjugués, indicatifs d’un régime d’extension.Beaudoin et al. (1989) ont décrit des veines de carbonates associées à desminéralisations de galène, sphalerite et barite dans la zone externe de Humber, dans les régions de Kamouraska, Rivière-du-Loup et Saint-Fabien (Fig. 3.2). Ces veines recoupent les grès feldspathiques et les conglomérats de la Formation de Saint-Damase, d’âge Cambrien supérieur.Les veines de barite et galène sont généralement d’une largeur inférieure à 20 centimètres, atteignant au maximum 1,5 mètre. Elles ne sont pas recoupées par d’autres veines et sont considérées comme tardives. Beaudoin et al. (1989) proposent qu’elles soient tardi- à post-taconiennes. Elles sont orientées Nord – Nord-Ouest et Nord – Nord-Est, formant un système conjugué de fractures à fort pendage. La bissectrice de ce système est orientée Nord-Sud, parallèlement à l’axe des fossés D5 définis précédemment à Rivière-du Loup (Fig. 3.3). Les conglomérats et grès de la Formation de Saint-Damase sont localement dolomitisés, définissant des corps irréguliers et discordants, qui coïncident avec les zones les plus fracturées de la minéralisation (Beaudoin et al., 1989). Cette dolomitisation représente une phase précoce de la minéralisation (Beaudoin et al., 1989), qui est constituée de calcite, barite, galène et chalcopyrite. L’orientation de ces veines correspond aux failles D5 orientées N 320° et N 110° et les contraintes temporelles proposées par Beaudoin et al. (1989) permettent d’envisager que le système de failles D5 constitue le contrôle structural des veines.

La Ceinture de Gaspé

La Ceinture de Gaspé est constituée d’un assemblage volcano-sédimentaire siluro dévonien (Bourque et al., 1995). Au sud du Québec, le bassin de la fosse de Connecticut Valley-Gaspé a évolué d’un faciès de rift (ceinture volcanique silurienne) à un environnement épicontinental silurien peu profond, puis à un faciès de sédiments terrigènes dévoniens attribués à l’orogenèse acadienne (Gauthier et al., 1994). Les roches de la Ceinture de Gaspé ont été déformées au cours de l’orogenèse acadienne. En Gaspésie, les roches ont été déformées par une série de plis ouverts de direction Nord-Est – Sud-Ouest qui sont localement recoupés par des failles inverses et des failles de décrochement dextre (Fig. 3.2). Cette déformation est attribuée à l’orogenèse acadienne datant du Dévonien moyen (Maloetal., 1995). Les roches intrusives siluro-dévoniennes de la Gaspésie sont réunies dans la Suite intrusive de Lemieux (Doyon et Berger, 1997). Dans le secteur de Sullipek (Fig. 3.2), des dykes appartenant à la Suite de Lemieux sont intimement associés à des gîtes de remplacement dans les roches réactives (roches sédimentaires carbonatees) et des veines de carbonate minéralisées en galène (Wares, 1988; Doyon et Berger, 1997 ). Selon Wares (1988), ces veines de carbonates témoignent de l’évolution tardive d’un système hydrothermai ayant comme moteur thermique des intrusions dévoniennes satellites du Pluton de McGerrigle. Whalen et al. (1991) rapportent 18 valeurs K-Ar entre 395 et 359 Ma dans le Pluton de McGerrigle.
La géologie des veines dansle centre-nord de la Gaspésie, Ceinture de Gaspé Selon Wares (1988), les gîtes de Sullipek présentent un contrôle structural important. L’orientation dominante des diaclases différencie deux populations dominantes quasi verticales : l’une orientée N 340° et l’autre orientée N 110-120°. Le dernier stade deminéralisation à Sullipek comprend des veines de quartz-calcite-dolomite, porteuses de pyrite-sphalérite-galène. Les veines tardives ont typiquement moins de 50 centimètres de largeur. Elles sont souvent bréchifiées. On note aussi qu’elles sont associées à des zones d’altération phyiliteuses et argileuses dans les porphyres, et à des zones de dolomitisation hydrothermale dans les skarns, les cornéennes et les calcaires. Ces veines se sont mises en place à des températures variant entre 150 et 250°C, et elles sont génétiquement associées à la Suite intrusive de Lemieux dont fait partie le Pluton de McGerrigle (Wares, 1988 ; Doyon et Berger, 1997).

Table des matières

Liste des figures
Liste des tableaux
Résumé
INTRODUCTION 1
Plan de la thèse
CADRE GÉOLOGIQUE ET ÉTAT DES CONNAISSANCES
Le système de rift Saint-Laurent
Les Appalaches
La zone de Hurnber
La zone externe de Humber
Données géochronologiques antérieures
PROBLEMATIQUE
APPROCHE METHODOLOGIQUE
Travaux de terrain
Tectonostratigraphie des transects étudiés
Traitement des échantillons
PRINCIPES DES METHODES ANALYTIQUES UTILISEES
Diffraction des rayon X
Microscopie électronique à balayage
Géochronologie K-Ar
CONTRIBUTION ET APPORT À L’AVANCEMENT DES CONNAISSANCES
Contribution
Apport à l’avancement des connaissances
CHAPITRE 1 K-AR AGE CONSTRAINTS ON THE EVOLUTION OF POLYDEFORMED
FOLD-THRUST BELTS: THE CASE OF THE NORTHERN APPALACHIANS
(SOUTHERN QUEBEC)
I. Résumé
I. Abstract
1.1 INTRODUCTION
1.2 GEOLOGICAL SETTING
1.2.1 The external Humber zone
1.2.2 Previous isotopic and thermal studies in the external Humber zone
13 TRANSECTS ACROSS THE EXTERNAL HUMBER ZONE
1.3.1 Tectonostratigraphy of the transects
1.3.2 Structural observations along the transects
1.4 STUDY OF THE CLAY-SIZED FRACTIONS
1.4.1 Field methodology and sampling strategy
1.4.2 Sample preparation and analytical methods
1.4.3 Clay mineralogy, morphology and textural habits
1.4.4 K-Ar results
1.5 DISCUSSION
1.5.1 Validation of the K-Ar data
1.5.2 Significance of mixed-layer illite-smectite occurrences
1.5.3 Structural significance of the K-Ar ages
1.5.4 Tectonic implications for the Northern Appalachians
1.6 CONCLUSIONS
Acknowledgements
CHAPITRE II FAULT REACTIVATION AND ILLITE K-Ar SYSTEMATICS IN THE UPPER CRUST – THE CASE STUDY OF THE ST. LAWRENCE RIFT SYSTEM, CANADA
II. Résumé
II. Abstract
2.1 INTRODUCTION
2.2 GEOLOGICAL SETTING
2.3 FIELD RELATIONS AND FAULT CHARACTERISTICS
2.3.1 Basement characteristics
2.3.2 Fault-rock characteristics
2.3.3 Sampling sites and fault-rock field relationships
2.4 CLAY MINERALOGY, MORPHOLOGY AND K-Ar ISOTOPE SYSTEMATICS
2.4.1 Sample preparation and analytical procedure
2.2.4 Clay mineralogy, morphology and textural habitus
2.4.3 K-Ar results
2.5 DISCUSSION
2.5.1 Significance of smectite and illite-smectite mixed-layers
2.5.2 Significance of K-Ar isotopic data
2.5.4 Tectonic implications for the St. Lawrence rift system
2.6 CONCLUSIONS
Acknowledgements
CHAPITRE III DÉFORMATION TARDI-ACADIENNE DE LA MARGE LAURENTIENNE – EXTENSION DU SYSTÈME DE RIFT SAINT-LAURENT DANS LES APPALACHES, IMPLICATIONS MÉTALLOGÉNIQUES ET PÉTROLIÈRES AU QUÉBEC
IH. Résumé
3.1 INTRODUCTION
3.2 CONTEXTE GÉOLOGIQUE
3.2.1 La province de Grenville
3.2.2 La plate-forme des Basses-Terres du Saint-Laurent
3.2.3 Les Appalaches du Québec
3.2.4 La Ceinture de Gaspé
3.2.5 L’activité magmatique sur la marge laurentienne
3.3 RÉSULTATS
3.4 DISCUSSION
3.4.1 Signification régionale des âgesK-Ar
3.4.2 Implications structurales
3.4.3 Implications métallogéniques
3.5 CONCLUSION
CONCLUSION GÉNÉRALE ET PERSPECTIVES
BIBLIOGRAPHIE
APPENDICES
Annexe A : Données de terrain
Annexe B : Paramètres analytiques et préparation des échantillons
Annexe C : Caractérisation des échantillons et résultats analytiques
Annexe D : Contributions et résumés de conférences

Télécharger le rapport complet