université du québec à montréal activité de synthèse

UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À MONTRÉAL
ACTIVITÉ DE SYNTHÈSE
PRÉSENTÉE À
L’UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À MONTRÉAL
COMME EXIGENCE PARTIELLE
DU BACCALAURÉAT EN GÉOLOGIE DES RESSOURCES
PAR
PHILIPPE ROBIDOUX
PÉTROGÉNÈSE DE LA FORMATION D’HÉBÉCOURT
DANS LE SECTEUR DU LAC HÉBÉCOURT
GROUPE DE BLAKE RIVER, SOUS-PROVINCE DE L’ABITIBI, QUÉBEC
15 DÉCEMBRE 2008

ii
RÉSUMÉ
Le Groupe de Blake River est un assemblage volcanique archéen (~2,7 Ga), il
appartient à la Sous-province de l’Abitibi et chevauche la frontière entre le Québec et
l’Ontario. Cette étude concerne la Formation d’Hébécourt, faisant partie des unités
anciennes du Groupe de Blake River, dans le secteur du Lac Hébécourt. Dans ce secteur,
la Formation comprend une rhyolite épaisse. Une étude de la pétrogenèse des roches
volcaniques a été effectuée à l’aide des méthodes d’analyse pétrographique et
géochimique des laves basaltiques et rhyolitiques afin de vérifier si la rhyolite
d’Hébécourt pouvait être dérivée du même magma que le basalte sous-jacent. Selon nos
travaux, la chambre magmatique à l’origine de ces laves aurait évoluée sans
contamination par fusion crustale continentale et se serait différenciée selon le modèle
des séries tholéiitiques bimodales perçues ailleurs dans le Groupe de Blake River. Selon
les analyses géochimiques, le basalte serait apparenté à la rhyolite par un processus de
fractionnement dans une chambre magmatique près d’une dorsale océanique. La
pétrographie indique la possibilité qu’un mélange magmatique se soit produit par
injection sous la chambre avec un nouveau liquide, ce qui causerait un déséquilibre
thermique et chimique. Un fractionnement de ~70-80 % d’un assemblage de olivine-
clinopyroxène-plagioclase à partir d’un magma basaltique primaire semble être le
processus de différenciation le plus plausible pour expliquer la pétrogenèse de la rhyolite
d’Hébécourt.

iii
REMERCIEMENTS
Je remercie, dans un premier temps, mes superviseurs M. Ross Stevenson de
l’UQAM et Pierre-Simon Ross de l’INRS-ETE pour leur support et leur encouragement à
travers le projet. Plus particulièrement, l’aide accordé de M. Ross sur le terrain et sa
bonne connaissance du secteur d’étude, combiné avec l’expertise et le point de vue
externe de M. Stevenson, ont permis de faire une synthèse complète de la problématique.
La collaboration et la communication sont la clé de la démarche scientifique et plus
particulièrement lorsqu’il s’agit de décrire le volcanisme archéen…
Je ne peux passer sous silence l’intérêt des gens de la Commission Géologique du
Canada (Patrick Mercier Langevin, Valérie Bécu, Benoit Dubé), du Ministère des
Ressources naturelles et de la faune (Jean Goutier, Sylvain Lacroix) et de Benoit
Lafrance de Ressources Cogitore ainsi que tous les étudiants que j’ai côtoyés et qui ont
apporté leur aide depuis l’été 2008 (Émilie Roulleau, Julie-Anaïs Debreil, etc.). Plus
particulièrement, je remercie Russell Rogers pour toutes les discussions enrichissantes et
le temps passé sur le terrain.
Enfin, il est important de souligner l’apport financier du Ministère des ressources
naturelles et de la faune pour les lames minces et le financement de la Commission
Géologique du Canada pour le terrain et la géochimie.

iv
TABLE DES MATIÈRES
1. INTRODUCTION…………..…………………………………………………………8
2. CONTEXTE GÉOLOGIQUE
2.1 Sous-province de l’Abitibi………………...…………………………………9
2.2 Groupe de Blake River ………………………….……………...………….11
2.3 Secteur d’étude ……………………………….…………………………….14
3. PÉTROGRAPHIE DES LAVES
3.1 Laves mafiques à intermédiaires…...……………………………………….…18
3.2 Laves felsiques porphyriques.………………………………………………….19
3.3 Laves felsiques aphyriques….………………………………………………….19
4. GÉOCHIMIE
4.1 Méthodologie……….……………………………………………………….22
4.2 Résultats……………………………………………………………………..24
4.2.1 Test de la mobilité des éléments……………………………………………..24
4.2.2 Classification du type de roche et l’effet de la silicification……………….26
4.2.3 Affinité magmatique des roches volcaniques……………………………….28
4.2.4 Terres rares et autres éléments traces………………………………………30
4.2.5 Environnement tectonique…………………………………………………...34
4.2.6 Modélisation……………………………………………………………….35
DISCUSSION…………………………………………………………………………...38
CONCLUSION…………………………………………………………………………41
BIBLIOGRAPHIE...……………………………………………………………………43

v
LISTE DES FIGURES
Figure 1 Situation de la Sous-province de l'Abitibi………………………...…..11
Figure 2 Carte géologique du Groupe de Blake River……………………….…13
Figure 3 Carte géologique du secteur d'étude…………………………………...17
Figure 4 Planches photos…………………………………………………….........20
Figure 5 Planches photos…………………………………………………….........21
Figure 6 Graphiques de la mobilité des éléments majeurs…………….……….25
Figure 7 Diagramme de classification de l'affinité magmatique…………….…27
Figure 8 Diagramme d'affinité des roches volcaniques Zr/Y…………………..29
Figure 9 Graphique Sm/Nd vs La/Yb…………………………………………....30
Figure 10 Diagramme des terres rares normalisées aux chondrites……………31
Figure 11 Profil géochimique des éléments traces normalisés aux N-MORBs....32
Figure 12 Diagramme multiéléments normalisé au manteau primitif..........…...33
Figure 13 Diagramme de discrimination des unités felsiques…………………...34
Figure 14 Modélisation pétrogénétique à partir des terres rares………………..37