Sédimentologie de pente et de glacis en marge d'un promontoire, le Groupe d'Île d'Orléans, Appalaches du Québec

Hugues Longuépée, Thèse de Doctorat.

Projet de doctorat en ressources minérales sous la supervision du Dr Pierre A. Cousineau.

Description du projet

Les roches cambriennes et ordoviciennes inférieures des Appalaches représentent des dépôts de marge passive mis en place lors de l'ouverture le l'océan Iapetus. Dans l'est du Québec, ces dépôts sont des turbidites d'eau profonde, alors que dans l'ouest du Québec, les roches cambro-ordoviciennes sont de larges dépôts de plate-forme. Les dépôts de la marge laurentienne de part et d'autres de la ville Québec sont difficilement corrélables. Il est donc permis de penser qu'il se produit un changement abrupt dans le style de sédimentation dans cette région. Un des responsables possibles pour cette variation est le promontoire de Montmorency. L'existence de ce promontoire devrait avoir également résulté en des séquences sédimentaires particulières. Le Groupe d'Île d'Orléans pourrait bien en être l'expression.

Le Groupe d'Île d'Orléans ce retrouve en grande partie dans la nappe de Bacchus, qui se situe à la limite externe du domaine allochtone appalachien. Il se compose des formations de l'Anse Maranda, de Lauzon et de Pointe-de-La Martinière. Ces formations ont originalement été interprétées comme des turbidites à cause de leur affinité apparente avec les autres formations des Appalaches, mais un examen plus approfondi de ces séquences sédimentaires suggère autrement. Le projet de doctorat est donc de définir l'environnement de déposition de ces roches et d'établir un lien possible entre celles-ci et le promontoire de Montmorency.

Cette thèse entre dans le cadre du projet NATMAP/CARTNAT de la Commission géologique du Canada.

Volet 1 : La glauconite de la Formation de l'Anse Maranda (article soumis)

La Formation de l'Anse Maranda est unique dans les Appalaches québécoises car il s'agit de la seule formation qui contient une quantité significative de glauconite. Ce minéral est important en raison de deux facteurs : 1) il donne une couleur verte à la roche (base de la corrélation avec les autres grès cambriens) et 2) il est caractéristique des environnements à faible taux de sédimentation. Après des études minéralogiques, texturales et géochimiques, les pellets verts de la Formation de l'Anse Maranda se sont avérés être billes de glauconite qui se sont formés en place, donc il s'agit réellement d'un environnement à faible taux de sédimentation. La couleur verte de la roche est toutefois due à la la chloritisation des feldspaths plutôt qu'à la glauconite.

Un élément important qui est toutefois ressorti de l'étude, est la substitution fer - aluminium dans la glauconite. Cette perte en fer est interprétée comme diagénétique car elle s'accompagne d'une perte en cation potassium. Cette perte en potassium rend difficile l'évaluation de la maturité de la glauconite. Il est permis de penser que cette substitution est causée par la mobilité du fer à cause d'une forte concentration en matière organique, mais il s'agit d'une hypothèse qui ne sera pas testé dans le cadre du projet de doctorat.

Volet 2 : Sédimentologie de la Formation de l'Anse Maranda (en rédaction)

La Formation de l'Anse Maranda est une séquence granocroissante unique par son contenu en glauconite, mais aussi par la rareté des structures sédimentaires primaires qui y sont conservées. En effet, les dépôts originalement identifiés comme des turbidites proximale avec les division Ta et Te de Bouma sont en fait des alternances de grès bioturbés et de mudstones. Les traces fossiles identifiées sont Planolites, Chondrites, Palaeophycus et Helminthopsis. La présence de Skolithos, Ophiomorpha, Thalassinoïdes et même Bergaueria reste à confirmer. Ces traces fossiles font partie des ichnofaciès Cruziana, Skolithos et Zoophycos ce qui indique un environnement de plate-forme distale.

La Formation de l'Anse Maranda représente donc des dépôts de plate-forme (ichnologie) où il y avait peu d'apport sédimentaire (glauconite) et déposés lors d'une baisse du niveau marin (granocroissance). La datation des dépôts à l'aide des microfossiles (acritarches) à permis relier la séquence avec la paraséquence Sauk II. Les variations du niveau marin définis dans la Formation de l'Anse Maranda sont concordantes avec ceux observés dans les régions de Montréal et Ottawa.

L'étude de la Formation de l'Anse Maranda et des formations corrélatives va amener à une révision de la stratigraphie québécoise. La Formation de Saint-Bernard-sur-Mer, localisé uniquement à l'Île aux Coudres sera abolie car elle représente en fait une extension latérale de la Formation de l'Anse Maranda.

Volet 3 : Sédimentologie des formations de Lauzon et de Pointe-de-La Martinière (en réflexion)

L'acquisition de données pour cette section est presque terminée. La cartographie de sections représentatives, la géochimie et la pétrographie sont terminées. Il ne reste que la minéralogie des mudstones de la Formation de Pointe-de-La Martinière à définir. Il ressort 2 points intéressants de l'examen préliminaires de ces deux formations.

1) Ce qui semble être des turbidites des turbidites complètes (ABCDE) dans la formation de Lauzon sont en fait des turbidites retravaillées (vagues de tempête ou courants de contour ?) ce qui implique une profondeur moins importante que précédemment interprétée.

2) La présence de conglomérats dans la Formation de Pointe-de-La Martinière un fait un équivalent proximal de la Formation de Rivière Ouelle. Deux points importants à vérifier dans la Formation de Pointe-de-La Martinière sont : la dualité de source (marge laurentienne et orogénie taconnienne) et l'influence du bombement périphérique.


Publications, conférences et autres

Longuépée, H. and Cousineau, P.A. (accepté). Reappraisal of the Cambrian glauconite-bearing Anse Maranda Formation, Québec Appalachians: from deep-sea turbidites to clastic shelf deposits. Canadian Journal of Earth Sciences.

Longuépée, H. and Cousineau, P.A., 2003. Palaeogeography of the Cambrian Laurentian Margin within the Quebec Reentrant. GSA Northeastern - AGS joint meeting 2003. Halifax, N.S.

Hill, P.R., Meulé, S. and Longuépée, H., 2003. Combined-flow processes and sedimentary structures on the shoreface of the wave-dominated Grande-rivière-de-la-Baleine delta. J. of Sedimentary Research, vol. 73 (2)

Cousineau, P.A. and Longuépée, H., 2003. Lower Paleozoic configuration of the Quebec reentrant based on improved along-strike paleogeography. Canadian J. of Earth Sciences, vol. 40, p. 207-219.

Longuépée, H. and Cousineau, P.A., 2002. Chemical modification of autochtonous glauconite during diagenesis. The clay mineral Society Annual Meeting, Boulder, Colorado. June 8-13, 2002, p. 119.

Longuépée, H., and Cousineau, P.A., 2001, New depositional environment for the Île d'Orléans Group, Quebec Appalachians., Geological Survey of Canada, Current Research 2001-D14, p. 7.

Longuépée, H., 2000. Distribution des figures et faciès sédimentaires d'un delta en régression forcée, Grande-Rivière-de-la-Baleine, Nouveau Québec. Mémoire de maîtrise en océanographie. UQAR, 181 pages.


English abstract. Slope and glacis sedimentation on the margin of a promontory : the Ile d'Orleans Group, Quebec Appalachians.


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