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.
  .

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.