Description de la Formation de Brune

Description de la Formation de Brune

La Formation de Brune est située dans le feuillet 33G07 . Elle a été définie pour la première fois par Bandyayera et al. (2011). Elle s’étend sur 1,4 km de longueur et 250m de largeur (Bandyayera et al., 2011). Les contacts avec les unités adjacentes n’ont pas été observés. La présente étude a porté sur une coupe de 14 m (épaisseurs réelles corrigées), orientée à 135° . Cette petite coupe est la seule séquence observée en affleurement, car les autres affleurements du secteur ne sont pas aussi grands. Nous observons une déformation à quelques endroits dans le conglomérat avec une schistosité orientée à N268° avec un pendage de 54° (N268°/54°), recoupant le litage déversé ayant une attitude de N260°/61°. Les limites de l’unité ont été définies à partir des quelques affleurements présents. Ceci pose ici un problème de la représentativité de l’affleurement par rapport à l’ensemble de la Formation de Brune. L’analyse de faciès est donc restreinte, puisque sans grande continuité d’une séquence, il est difficile de spécifier précisément le type d’environnement sédimentaire.

L’affleurement est composé de 88 % de lits de conglomérat et de 12 % de lits ou de lentilles de grès. Le conglomérat semble former des lits relativement épais de 300 à 700 cm, massifs (sans structures sédimentaires visibles). C’est un conglomérat polymicte lithique jointif dominé par des clastes subanguleux à subarrondis de la taille des blocs. Le contact inférieur du conglomérat avec les lentilles de grès est franc alors que le contact supérieur est irrégulier car les grès moulent le conglomérat. La présence de lentilles de grès de 50 à 70 cm d’épaisseur dans l’empilement de conglomérat pourrait signifier que le conglomérat est constitué de lits plus minces amalgamés. On observe la présence de 20 à 50 % de laminations parallèles horizontales dans tous les lits de grès. Ces lentilles de sable, de bases chenalisées et comportant quelques granoclassements normaux, nous permettent de donner une polarité stratigraphique vers le sud. La composition des clastes des lits de conglomérats est à dominance de tonalites (68 %).

Description de la Formation de Keyano

La Formation de Keyano est située au sud-ouest du réservoir de La Grande 4 . Elle a été définie à la suite des travaux de cartographie de l’été de 2011 (Mathieu et al., 2011; Goutier et al., en préparation). Elle s’étend sur plus de 40 km de longueur et sur une largeur de 7,2 km. Cette unité est plissée selon une orientation E-O. De plus, elle est transpercée et bordée par des plutons felsiques et intermédiaires. Le contact sud n’affleure pas et pourrait correspondre à une discordance puisque les zircons du Pluton de Nochet (2726 ±7 Ma, Davis et al., en préparation) sont plus anciens que ceux trouvés dans le conglomérat de Keyano (<2710 Ma, David et al., en préparation). Des affleurements de conglomérat ont aussi été observés près du contact.

Notre étude porte sur une coupe composite de 144 m, orientée SO-NE , d’affleurements dont les structures sédimentaires sont bien exposées et peu à moyennement déformées, de la Formation de Keyano. Les strates ont une attitude moyenne de N315°/85° avec une polarité stratigraphique vers le NE. Il n’y a pas de schistosité apparente, mais les clastes présentent un étirement vers le NO. La stratigraphie et les comptages de points montrent que la coupe est composée de 55 % de conglomérat à galets et blocs jointifs et de 45 % de grès grossier en lits ou en lentilles. L’unité de conglomérat polygénique (Aky5) de la Formation de Keyano ne représente qu’une faible partie de cette formation. Le conglomérat est polymicte lithique, dominé par des clastes subanguleux à subarrondis, jointifs de la taille des blocs. Le contact inférieur du conglomérat avec les lentilles de grès massives est franc, alors que le contact supérieur est irrégulier car le grès moule les clastes du conglomérat. Certaines lentilles de grès sont minces, les contacts supérieurs et inférieurs sont irréguliers. Quelques transitions graduelles du conglomérat au grès sont observées et accompagnées de granoclassements normaux. La présence de lentilles de sable, de bases chenalisées et des granoclassements normaux nous permettent de donner une polarité stratigraphique vers le NE. La présence de lentilles de grès très grossier, de 20 à 200 cm d’épaisseur, dans l’empilement du conglomérat, suggère l’existence de bris régulier de la sédimentation conglomératique et l’érosion partielle ou totale des lits de grès qui devaient se déposer originalement en période de décru (Eriksson, 1978). L’actuel empilement sédimentaire serait donc constitué de lits minces amalgamés de conglomérat plutôt que d’un unique lit épais.

La présence de plusieurs lits massifs renfermant des inversions de granulométrie confirme cette amalgamation. À la base des lits, on observe 20 % de grès grossier et massif, avec des résidus de fond et des cailloux flottants. La partie sommitale est définie par la présence de 5 à 30 % de laminations parallèles horizontales avec de nombreux cailloux flottants. Nous observons également la présence de 10 à 50 % de laminations entrecroisées en auge dans les lits et de 1 à 2 % de rides et de laminations parallèles obliques dans les lentilles de grès. Le grès est caractérisé par la présence de magnétite à la base de chaque lit de grès, ainsi que par la présence de chenaux. Les directions des paléocourants sont déterminées à partir du sens des laminations entrecroisées en auge et planaires et indique un courant vers le SE (coordonnée actuelle).

Description de la Formation de Magin

La Formation de Magin est située dans le feuillet SNRC 33G09 (figure 2). Elle a été définie par Bandyayera et al. (2013). Elle affleure principalement sur une superficie de forme triangulaire sur près de 33 km de longueur et atteint une largeur maximale de 7,3 km. Elle est bordée au nord et au sud par des cisaillements, alors qu’elle est coupée par une monzonite quartzifère de la Suite de Bezier à l’est. Deux autres bandes d’extension kilométrique, présentes dans le feuillet adjacent 33H12, ont été corrélées à cette formation sur une base lithologique.

La coupe étudiée mesure 106 m de longueur et elle est orientée NE-SO . Cette coupe est réalisée à partir de plusieurs affleurements, localement dispersés. Ces affleurements ont été nettoyés et agrandis de façon manuelle, permettant d’observer les meilleures structures sédimentaires. Les épaisseurs présentées sur la coupe de la figure 6 tiennent compte de l’attitude du litage (N115°/60°) et de la pente de surfaces des affleurements variant de 10° à 42°. Une schistosité, orientée E-W avec un pendage de 65° à 88°, affecte les roches de la coupe. La polarité stratigraphique est du NE au SO. La coupe est composée de 55 % de grès grossiers et de 45 % de conglomérats à blocs jointifs. Le contact inférieur du conglomérat avec les lentilles de grès est franc alors que le contact supérieur est irrégulier car le grès moule les clastes du conglomérat. Quelques passages graduels du conglomérat au grès sont observés, avec la présence de granoclassements normaux. Le grès est très grossier et disposé en lits de 10 à 300 cm. La présence de lits particulièrement épais, massif ou renfermant des inversions de granulométrie, supporte une amalgamation des lits de grès (Eriksson, 1978). Nous observons dans les lits et lentilles de grès la présence de 10 à 50 % de laminations entrecroisées en auge et de 5 à 20 % parallèles. Notons également la présence de résidus de fond à la base de lits de grès, suivi de grès massif (70 %), puis de grès fin (20 %) à laminations parallèles horizontales au sommet des lits. Les directions des paléocourants sont déterminées à partir du sens des laminations entrecroisées en auge et indique un courant vers le NO (coordonnée actuelle). Nous observons une déformation à quelques endroits du conglomérat avec une schistosité N85 à pendage 54° recoupant un litage N110/60°.

Table des matières

PROBLÉMATIQUE GÉNÉRALE 
CHAPITRE I – ANALYSE STRATIGRAPHIQUE CONVENTIONNELLE 
1.1. Problématique et objectif
1.2. Méthodologie
1.3. Description de la Formation de Brune
1.4. Description de la Formation de Keyano
1.5. Description de la Formation de Magin
1.6. Interprétation de l’analyse de faciès
CHAPITRE II – DESCRIPTION PÉTROGRAPHIQUE 
2.1. Problématique et objectif
2.2. Méthodologie
2.3. Les grès
2.4. Les clastes des conglomérats
2.5. Discussion et conclusion de la description pétrographique
CHAPITRE III – LITHOGÉOCHIMIE 
3.1. Problématique et objectifs
3.2. Méthodologie
3.3. Outils géochimiques
3.3.1. Boîte à moustache
3.3.1.1. Résultats
3.3.1.2. Discussion
3.3.2. Diagrammes binaires
3.3.3. L’analyse en composantes principales
3.3.3.1. Résultats
3.3.3.2. Discussion
3.3.4. Test significatif
3.3.4.1. Monte-Carlo
3.3.4.2. ANOVA et Tukey HSD
3.3.5. Diagramme de ratio
3.3.6. Les terres rares
3.3.7. Contexte géodynamique à partir de la géochimie des grès
3.3.8. Altération archéenne à partir de la géochimie des grès
3.4. Discussion de l’analyse géochimique
CHAPITRE IV – LES MAGNÉTITES : INDICATEURS DE LA SOURCE 
4.1. Contexte
4.2. Les formations de fer de type Algoma
4.3. Étude pétrographique des magnétites
4.4. Méthode
4.4.1. Broyage et récupération des magnétites
4.4.2. Choix des grains à analyser
4.4.3. LA-ICP-MS
4.4.4. Traitement des résultats
4.5. Résultat
4.5.1. Les inclusions
4.5.2. Les magnétites issues des grès
4.5.3. Les magnétites issues des clastes
4.5.4. Les magnétites issues des plutons felsiques
4.6. Recherche de la source
4.6.1. Source magmatique des magnétites
4.6.2. Source plutonique, felsique et intermédiaire
4.7. Source hydrothermale
4.8. Conclusion
CHAPITRE V – DISCUSSION SUR LE MODÈLE PALÉOGÉOGRAPHIQUE 
5.1. Modèle sédimentologique
5.2. Environnement tectonique
5.3. Paléoclimat
CHAPITRE VI – DISCUSSION ET CONCLUSION

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