Synthèse des grands ensembles et spécificité géologique du Québec - Géologie & Alpes
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Synthèse des grands ensembles et spécificité géologique du Québec
Contexte géologique québécois Préparation au voyage
Vue d’ensemble Consignes, lieux et programme
Bouclier canadien
Monts des Appalaches
Plate-forme du Saint-Laurent
Contexte géologique québécois Préparation au voyage
Autres études
Minéralurgie
Géophysique
Hydrogéologie, réhabilitation et
surveillance des stériles miniers
Trajet en avion Nous devons être à l’aéroport au minimum 3h avant le décollage pour avoir une marge de temps afin de s’enregistrer, déposer les bagages, passer les douanes et les portiques de sécurité. La file d’attente peut être longue. RDV au CFA à 6h00 le vendredi 7 septembre puis trajet en minibus jusqu’à l’aéroport St Exupéry. Nous aurons un vol de correspondance pour nous poser directement à Rouyn-Noranda.
Bagages
Bagages de cabine
Article standard Article personnel Bagage enregistré en soute
23 x 40 x 55 cm
Dimensions Roulettes et Frais Poids et dimensions
16 x 33 x 43 cm
maximales poignées
Poids maximal par bagage : 23kg
comprises.
Poids maximal 10 kg (22 lb) 10 kg (22 lb) Dimensions linéaires maximales par
• 1erbagage : bagage : 158 cm
Gratuit
Remarque : Collations ou nourriture à manger à bord Bagage de poids excédentaire :
• 2ebagage : 100 $ CA/US pour les bagages de 23 à 32
• Toute nourriture doit être emballée ou Par 100 $ CA/US kg
adulte
conservée dans un contenant,
• Chaque bagage Bagage hors format :
• Vous ne pouvez pas consommer vos propres supplémentaire 100 $ CA/US pour les bagages mesurant
boissons alcoolisées à bord, : entre 158 et 292 cm
• Les liquides doivent toujours être achetés 225 $ CA/US
après que vous avez passé le point de contrôle. Si un bagage est à la fois hors format et
de poids excédentaire, le supplément de
100 $ ne s'applique qu'une seule fois.
Bagages
A emporter impérativement dans votre sac en cabine
Vos papiers :
• passeport,
• carte d’identité,
• carte d’étudiant,
• carte bancaire,
• dollars canadiens,
• permis de conduire français (et international pour ceux qui possède le document),
• votre billet électronique imprimé,
• votre numéro d’AVE imprimé (Autorisation de Voyage Electronique)
Remarque : Prévoir une copie de vos papiers d’identités et de voyage sous format papier et
numérique (clé USB ou sur boîte mail) afin de justifier votre identité lors d’une perte de papier.
Des vêtements de rechange dans le cas où votre bagage en soute aurait été retardé ou
perdu.
Trajet
Trajet
Contexte géologique québécois
Vue d’ensemble
Bouclier canadien
Monts des Appalaches
Plate-forme du Saint-Laurent
Contexte géologique québécois
Vue d’ensemble
4 Ga d'histoire
terrestre
Géologie très simplifiée du Québec dans son
contexte nord-américain avec la configuration
paléogéographique protérozoïque.
Près de 90 % du sous-sol québécois est constitué de :
• roches précambriennes du Bouclier canadien
(au nord du fleuve Saint-Laurent).
I. BOUR • L’autre partie est constituée essentiellement de
roches paléozoïques correspondant à la Plate-
forme du Saint-Laurent et les Appalaches.
Ces environnements géologiques offrent des
perspectives intéressantes pour l’exploration
minière.Contexte géologique québécois
Vue d’ensemble
3 grandes régions géologiques au
Québec :
• le Bouclier canadien, correspondant
aux grandes plaines pétrographiques
associant les plus anciennes roches du
globe (protérozoïques et archéennes).
Rouyn-Noranda
• les monts paléozoïques des
Appalaches dans le sud du Québec,
150 km • et la plate-forme paléozoïque et
mésozoïque du Saint-Laurent.Contexte géologique québécois
Vue d’ensemble
Le territoire du Québec est divisé 7 grandes provinces
structurales :
• le Grenville,
• le Supérieur,
• le Nain,
• le Churchill,
• les Appalaches,
• la Plate-forme du Saint-Laurent,
• la Plate-forme de la baie d’Hudson.
90 % du sous-sol québécois est constitué de roches précambriennes du Bouclier
canadien,
L’autre partie est constituée essentiellement de roches paléozoïques correspondant :
• à la Plate-forme du Saint-Laurent,
• et les Appalaches.Contexte géologique québécois
Vue d’ensemble
Bouclier canadien Aperçu structural
Monts des Appalaches Province de Grenville Laurentides
Sous-province
Plate-forme du Saint-Laurent Province du Supérieur de l’Abitibi et
du Pontiac
Gisements et
minesBouclier canadien
Aperçu structural
Etude sur le bouclier canadien
Le bouclier canadien fait partie des
premiers noyaux continentaux dans
l’histoire de la Terre :
reliques des premières masses continentales,
caractérisées, par leurs âges > 2 Ga,
par leur importante épaisseur lithosphérique (250 km),
possèdent une rhéologie leurs conférents une grande
stabilité géodynamique.Bouclier canadien
Aperçu structural
Couvrant plus de 95 % du Québec, le Bouclier
canadien (= craton : premiers noyaux de croûte
continentale) s’inscrit parmi les plus vieilles roches
ignées du globe datant du Précambrien avec des
roches antérieur à un milliard d'années.
Le substratum de l'Amérique du Nord est un bon exemple de croissance du noyau
continentale de l'Archéen à la fin du Les
Protérozoïque.
premiers noyaux de croûte continentale possèdent
Le Bouclier est donc composé de certaines des roches les qui
des âges radiométriques pluss'étendent
anciennesentre
au monde.
-4,03 et Au
Québec, les roches archéennes se situent dans
-2,5 Ga, une fourchette
correspondant d'âge
ainsi à laqui va dearchéenne.
période 2,90 à 2,65 Ga.Contexte géologique québécois
Vue d’ensemble
Bouclier canadien Aperçu structural
Monts des Appalaches Province de Grenville Laurentides
Sous-province
Plate-forme du Saint-Laurent Province du Supérieur de l’Abitibi et
du Pontiac
Gisements et
minesBouclier canadien
Province de Grenville
Province de Grenville
(de 2,7 Ga à 600 Ma)
se divise en deux parties, soit le
parautochtone et l’allochtone :
X
Y
Divisions fondamentales de l’orogenèse
Grenvillienne (autochtone, parautochtone
et allochtone).Contexte géologique québécois
Vue d’ensemble
Bouclier canadien Aperçu structural
Monts des Appalaches Province de Grenville Laurentides
Sous-province
Plate-forme du Saint-Laurent Province du Supérieur de l’Abitibi et
du Pontiac
Gisements et
minesProvince du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
…le plus grand ensemble
volcano-sédimentaire archéen au
monde,
Rouyn-Noranda
formée d’intrusions de granitoïdes ainsi que
de bandes volcaniques et sédimentaires
présentant une orientation E-W et dont l’âge
varie entre 2,75 et 2,67 Ga,
est reconnue pour le grand nombre et la
richesse de ses mines de métaux précieux (Au-
Ag) et polymétalliques (Cu-Zn-Au-Ag et Cu-Au).Province du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
Ensembles structuraux et pétrographie
Découpage géologique de l’Abitibi :
• réseau de failles
archéennes complexes
subdivisant la région en
blocs autonomes.
• substratum découpé par
un système principal de
failles E-W ou NW-SE,
généralement inverses,
Certaines de ces failles
comportent des potentiels
miniers importants en
raison de leur propension à
la minéralisation,
notamment la faille
régionale Cadillac-Larder
D’après Hocq, 1990a et Simard et al., 1990 Lake (FCL).Province du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
Ensembles structuraux et pétrographie
I. BOUR, 2016
Modèle géotectonique de l’Abitibi et du Pontiac :
Adapté de Dimroth et al., 1982 ; Williams, 1990 et Hocq, 1990 a
Le sous-bassement abitibien correspond à des blocs accolés tectoniquement (accrétion tectonique =
phénomène dit de « collage ») au cours d’une suite de collisions d’arcs volcaniques et de collages de
prismes d’accrétion sédimentaires il y a 2,7 milliards d’années.Province du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
Ensembles structuraux et pétrographie
I. BOUR, 2016
Lien entre géologie et exploitation minière
Corrélation nette entre les concentrations
minérales avec la disposition des unités
structurales et faisceaux tectoniques.
L’installation et la localisation des sites
miniers ainsi que les populations montrent
également cette même corrélation.
Gîte aurifère
10 km
Répartition des concessions minières, d’après le SIGEOM Système d'information géominière du QuébecProvince du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
Contexte et type de gisements
I. BOUR, 2016
D’après Mercier-Langevin, et al., 2007
• Bassin marginal d’arrière arc,
Configuration régionale de l’Abitibi • Zones d’extension locales (failles normales),
il y a -2,7 Ga • Ceintures de roches vertes archéennes.Province du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
Contexte et type de gisements
I. BOUR, 2016
Les sulfures volcanogènes massifs
ou Volcanogenic Massive Sulfides (VMS)
Gisement d’origine « volcanisme exhalative »
minéralisation sur les parois d’une fissure qui fut
le siège d’une activité hydrothermale et dans
laquelle des métaux ont précipité périodiquement.Province du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
Contexte et type de gisements
I. BOUR, 2016
Les sulfures volcanogènes massifs
ou Volcanogenic Massive Sulfides (VMS)
Modèle génétique
Source des fluides (fluide
hydrothermal = association d'eau
en phase liquide et vapeur avec
des éléments minéraux saturés en
solution) :
– eau de mer en circulation dans
l'empilement sous-jacent de l'horizon
minéralisé,
– l'eau magmatique.
Origine des métaux et du
soufre
Lessivage de l’empilement volcanique
et sédimentaire,
Source magmatique profonde.Province du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
Contexte et type de gisements
I. BOUR, 2016
Assemblage minéralogique en fonction de la T°C et de la profondeur
Les sulfures volcanogènes massifs
ou Volcanogenic Massive Sulfides (VMS)
D’après Hannington, 1999
Presque tous les gisements de sulfures,
les sulfures de fer prédominent. Dans les
gisements VMS, la pyrite (FeS2) ou la
pyrrhotite (Fe1-xS) forment près de 90 %
de l’assemblage de sulfures qui peut
également contenir de la :
• chalcopyrite : CuFeS2,
• sphalérite : (Zn,Fe)S
• galène : PbS,
• bornite : Cu5FeS4,
• arsénopyrite : FeAsS,
• magnétite : Fe3O4,
• et notamment des métaux natifs tels
que l’or.Province du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
Gisements et
Volcanogenic massive sulfides mines
Géométrie
Structure caractéristique en :
• dômes,
• monticules et amas
tabulaires.
…organisés en 2 parties :
• Une lentille de sulfures
massifs,
• Une zone de stockwerk
discordante.Province du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
Chronologie
I. BOUR, 2016
3,8 à 2,5 Ga : période de l’Archéen
• Continents très peu formés noyaux
cratonique,
• Ouverture d’un rift intracontinental,
• Début de l’activité volcanique
plancher océanique (futures roches
vertes),
• Formation d’arcs volcaniques,
• Pilow-lava (basaltes en coussins),
komatiite, rhyolites, tufs, lapilis,
• Concentration des minéralisations dans
les chambres magnétiques en
profondeurs, dépôts sulfurés type VMS
(gîtes de Cu, Pb, Zn, Au, Li, …).Province du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
I. BOUR, 2016
« Marchez sur des milliards
d’années d’histoire »
Véritable joyau naturel de la région de l’Abitibi-
Témiscamingue, le parc national d’Aiguebelle se démarque
par divers phénomènes géologiques aux noms évocateurs :
marmites de géants, basaltes en coussin, failles archéennes…
…depuis les reliefs vallonnés et les vallées
encaissées, on peut admirer des paysages
profondément marqués par le travail de
milliards d’années de la géodynamique et
de la morphogénèse.Province du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
I. BOUR, 2016
Les faciès à basalte-andésite en coussin Groupe de Black River
Faciès principalement formé de laves basiques à intermédiaires
(séquence à basalte et andésite avec plus rarement à rhyolite),
Unité très bien conservée et relativement peu déformée avec des
structures volcaniques montrant une activité volcanique effusive et
sous-marine : empilement de coulées de type pillow-lavas selon la
séquence à polarité normale suivante : massif coussiné
bréchique.
Pillow-lava archéen chloritisé (faciès schiste-vert) avec brèche inter-pillowProvince du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
I. BOUR, 2016
Les faciès à basaltes-andésite en coussin Groupe de Black River
Reconstitution et profils des émissions volcaniques Contexte de mise en place des laves
en coussinProvince du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
I. BOUR, 2016
Les faciès des rhyolites Complexe rhyolitique de Glendwood
Amygdales Dômes de rhyolites avec des faciès
massifs, lobés et bréchiques.
Bande d’écoulement
Faciès à lobe de rhyolite avec structure Faciès béchique à éléments rhyolitiques
d’écoulement laminaire en bande Brèches de sommet de couléesProvince du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
Chronologie
I. BOUR, 2016
3,8 à 2,5 Ga : période de l’Archéen
• Phase de convergence fermeture océanique par subduction,
• Accrétion d’une série d’unités tectoniques (agglomération d’arcs volcaniques,
bassins sédimentaires, plutons granitiques) naissance du premier noyau
de croute continentale de l’Amérique du Nord, formation de reliefs
orogénèse kénoréenne,
• Formation des granitoïdes tardifs gîtes à Li, Mo, Bi,
• Installation des grandes failles inverses tardives (ex. faille Cadillac Larder-
Lake = z. schisteuse très déformée) avec migration de fluides chauds
minéralisés tels que l’or.Province du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
Chronologie
I. BOUR, 2016
2,5 Ga à 544 Ma : Collines Kékéko, Mont Chaudron
période du Protérozoïque
Épisode de glaciation roches sédimentaires
d’âge huronien à -2,3 Ga (conglomérat,
mudrocks, arénites quartzitiques, sédiments
glaciaires de type tillites) reposant en
discordance sur le substratum daté à -2,7 Ga.Province du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
I. BOUR, 2016
Une relique sédimentaire âgé de
2,3 Ga, le Mont Chaudron :
Le site géologique du Mont Chaudron
culmine à une altitude de 507m. Il est
un élément marquant du paysage et
un symbole de l’Abitibi :
constituée de roches sédimentaires
de 2,3 Ga reposant sur des roches
volcaniques et sédimentaires plus
anciennes de 2,7 Ga,
point culminant du Groupe de
Cobalt constitué de roches
sédimentaires d’âge huronien.
C’est une butte témoin constituée
par un conglomérat sur sa base
puis surmonté par des wackes, des
mudrocks et des arénites
quartzitiques.Province du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
Chronologie
2,5 Ga à 544 Ma : période du Protérozoïque
• Ouverture probable d’un rift ayant avorté.
• Intrusion de dykes (2,22 Ga) d’orientation et de
composition communes recoupant les structures
pré-existantes,
• Dykes de type diabase (les textes américains
utilisent le mot diabase pour la dolérite :
microgabbro) gîtes de Cobalt et d’Argent.
Illustration : Fossilarium de Notre Dame du NordProvince du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
Chronologie
2,5 Ga à 544 Ma : période du Protérozoïque
• Orogénie Grenvillienne (1,08 – 0,98 Ga)
chaîne des Laurentides équivalente à l’Himalaya
en terme d’altitude et d’extension formation
de la Rodinia,
• Haut gradient métamorphique,
• Ne subsiste actuellement que la racine crustale
visible à l’affleurement.Province du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
Chronologie
I. BOUR, 2016
544 à 245 Ma : Paléozoïque
• A 500 Ma, ouverture de l’océan Iapetus et
dislocation de la Rodinia,
• Fracturation du Saint Laurent au
Témiscamingue rifting régional passif
non connecté à la mer,
• Alternance de dépression (graben) et de
soulèvement (horst) par une série de
failles sub-parallèles.
Illustration : Fossilarium de Notre Dame du NordProvince du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
Chronologie
544 à 245 Ma : Paléozoïque
• 460 Ma : transgression marine de la mer
ordovicienne en contexte épicontinentale
(marge passive de la Laurantia sur l’océan
Iapetus),
• Sédimentation littorale (sable, gravier)
puis sédimentation franchement marine
calcaire (type plate-forme carbonatée peu
profonde).
Illustration : Fossilarium de Notre Dame du NordProvince du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
Chronologie
544 à 245 Ma : Paléozoïque
• 446 – 423 Ma : érosion des séries
ordovicienne puis nouvelle phase
transgressive silurienne,
• 416 Ma : collision entre Laurentia at
Baltica et disparition de l’océan Iapetus
(formation des Appalaches et de la
Pangée),
Uplift la partie N-E du continent et du
Témiscamingue et érosion continue sans
aucun invasion marine jusqu’à l’actuel.
Illustration : Fossilarium de Notre Dame du NordProvince du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
I. BOUR, 2016
Cobalt sur argilite Hexacoralliaire
Temiskaming Shores (Ontario)
Reliques de la sédimentation de
plate-forme carbonatée silurienne
avec niveau lumachelique de
brachiopodes, céphalopodes,
biohermes coralliens et intercalations
d’argilites riche en cobalt.
Roches sédimentaires du Témiscamingue ontarien. Les brachiopodes fossiles de l’espèce Leptostrophia y sont visibles.Province du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
Chronologie
155-134 Ma : Mésozoïque
• Poursuite de la dislocation de la Pangée
par l’ouverture de l’Atlantique Nord,
• Propagation des fractures le long du Saint
Laurent jusqu’au Témiscamingue,
• Remontée magmatique de kimberlites
Illustration : Fossilarium de Notre Dame du NordProvince du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
Chronologie
Cénozoïque et actuel
• Suite d’évènements érosifs et de
glaciations,
• Aplanissement et modelé des paysages
avec préservation des anciennes séries
sédimentaires seulement dans les zones
de dépressions tectoniques.
Illustration : Fossilarium de Notre Dame du NordProvince du Supérieur Sous-province de l’Abitibi et du Pontiac
Chronologie
I. BOUR, 2016
Cénozoïque et actuel
• Reliefs et objets
glaciaires
caractéristiques du
Quaternaire nord
américain.
(d’après Pierre-André Bourque, 2010).
Stries glaciaires liés au passage de l’Inlandsis laurentidienContexte géologique québécois
Vue d’ensemble
Bouclier canadien
Monts des Appalaches Région de Thetford Mines
Ceinture ophiolithique du Québec
Plate-forme du Saint-Laurent
Mines d’amiante
et type de matériaux
Région de Québec city
Chutes de la ChaudièreMonts des Appalaches
Chaîne des Appalaches :
• étroite bande de vieux massifs
montagneux très boisés d’âge
Paléozoïque le long de la frontière sud-
est du Québec,
• altitude moyenne d'environ 500 m avec
des monts culminants à plus de 600 m,
• correspond à une longue chaîne
orogénique qui s'étend depuis
l'Alabama jusqu'à Terre-Neuve
• mise en place pendant la formation de
la Pangée.Monts des Appalaches
A
D Orogenèse appalachienne :
née de la collision
multiple d’anciens arcs
volcaniques et masses
continentales en 3
grandes phases
orogéniques (460 à 310
Ma) :
1- phase taconique,
B
E 2- phase acadienne,
3- varisque.
…sur une période de 150 Ma,
C
F Disposition structurale des Appalaches
québéquois (A) associés aux transepts E-
W durant l’Ordovicien (B) et Carbonifère
(C).
L’accrétion en multiples phases
orogénique des Appalaches génère
l’emboîtement de plusieurs prismes
orogéniques (D).
La dynamique des plaques rythmes les
D’après Brisebois, D. et Brun, J., 1994 ; Bourque, P., 2004 modifié, Scotese, 2001. séquences orogéniques (E, F).
La chaîne intègre dans sa structure, une ceinture de serpentine ordoviciennes des cumulant une longueur de 250 km.Monts des Appalaches Région de Thetford Mines
I. BOUR, 2015
Complexe minier de Thetford
Entre puits à ciel ouvert, aux eaux turquoises, et
montagnes de résidus à grande échelle.
Thetford Mines correspond à la première ville et exploitation
minière du Québec qui possède la plus grande superficie de
terrains miniers exploités dont certain se trouvent en domaine
intra-urbain. Depuis 2012, en conséquence de la chute mondiale
de la demande en amiante, il n’y a plus de mines en exploitation
à Thetford.
Un paysage et de reliefs artificiels…
• 130 ans d’exploitation de l’amiante chrysotile (découverte des
gisements en 1876),
• 90% de résidus miniers (les stériles) représentant des millions de m3 et
créant ainsi un ensemble de reliefs artificiels tels des paysages lunaires
qui font aujourd'hui partie intégrante du paysage local,
• La ville de Thetford est surélevée par rapport au soubassement naturel.
L’urbanisation s’est développée sur du sable de remblai de mines.
I. BOUR
I. BOURMonts des Appalaches Région de Thetford Mines Complexe minier de Thetford I. BOUR I. BOUR
Monts des Appalaches Région de Thetford Mines
I. BOUR, 2015
Complexe minier de Thetford
Les stériles de mines
I. BOUR
I. BOUR
Les roches stériles sont des rejets
d’origine géologique produits par les
opérations minières.
Elles sont généralement entreposées
en surface dans des empilements, appelés
haldes à stériles.
Ces haldes, constituées de matériaux
grossiers à granulométrie étalée, peuvent
avoir de grandes dimensions. Les roches
stériles se retrouvent alors exposées aux
conditions climatiques et aux processus
d’altération ainsi que d’érosion favorisant
leur instabilités de versant et imittant des
paysages de bad-lands. I. BOUR I. BOURRégion de Thetford Mines Ceinture ophiolithique du Québec
I. BOUR, 2015
Serpentine fibreuse
Serpentine
Fibres d’amphiboles droites et raides. Elles sont généralement
cassantes et en forme de baguettes ou d'aiguilles. I. BOUR
Schiste à Talc
I. BOUR
I. BOURRégion de Thetford Mines Ceinture ophiolithique du Québec
I. BOUR, 2015
L’amiante, un matériau constitutif de la serpentine présent dans la ceinture ophiolitifère des Appalaches
L'amiante est un terme générique servant à désigner un groupe de minéraux
dont les cristaux ont une forme naturel fibreuse. Le terme «amiante» a été
adopté à des fins d’identification commerciale.
L’amiante se présente sous forme de filaments peu adhérents entre eux.
Ces fibres sont extraites d’un minéral formé de silicates hydratés de
magnésium et de calcium.
Remarque : Une « fibre » est définie comme étant une particule qui mesure
plus de 5 µm de long.
I. BOUR
I. BOURRégion de Thetford Mines Ceinture ophiolithique du Québec
I. BOUR, 2015
Une fenêtre sur la croûte
océanique fossile de l’océan
Iapétus…
Les Grands Mornes font partie de la
ceintures ophiolitiques des Appalaches.
I. BOUR
Les laves coussinées (ou pillow lava) I. BOUR
qui forment le Grand Morne actuel se La formation du Grand Morne a commencé alors que le supercontinent appelé Rodinia
sont formées sous l'eau, il y a a commencé à se disloquer, sous l'effet de la tectonique des plaques.
environ 500 millions d'années. Les roches volcaniques du Grand Morne se sont épanchées sur le fond de
l'océan pour former probablement un arc insulaire. Les roches formant ce relief
font partie des roches les plus anciennes de la région et constituent le plancher de
l’océan Iapétus.
Pillow lava sphérique, bulbeuse,
ou de lobes tubulaires.
Les pillow lava sont des roches basaltiques dures, compactes, se présentant soit sous
forme de "coussins" de l'ordre d’une cinquantaine de cm à 1 m de diamètre avec un
I. BOUR allongement de plusieurs mètres ou dizaines de mètres, soit sous forme de brèches.Région de Thetford Mines Ceinture ophiolithique du Québec
I. BOUR, 2015
I. BOUR
Aperçu sur le manteau supérieur de lithosphère
I. BOUR
océanique de l’océan Iapétus…
Géologie structurale, pétrologique et gîtologique du Mont
Caribou
Le relief du Mont Caribou (un des
I. BOUR
sommets du massif des Trois Monts) est
une relique du manteau supérieur d’une I. BOUR
lithosphère océanique. Les roches sont
composées essentiellement de
péridotite phanéritique.
I. BOUR I. BOUR
I. BOUR I.I.BOUR
BOURContexte géologique québécois
Vue d’ensemble
Bouclier canadien
Monts des Appalaches Région de Thetford Mines
Ceinture ophiolithique du Québec
Plate-forme du Saint-Laurent
Mines d’amiante
et type de matériaux
Région de Québec city
Chutes de la ChaudièreCeinture
Monts ophiolithique du Québec
des Appalaches Région de Québec city
I. BOUR, 2015
I. BOUR
Grès conglomératique ordovicien :
• Pli anticlinal du cycle des Appalaches (nappe
de chevauchement de Pointe-de-Levy),
• séquence de granoclassement associé au
système turbiditique des Laurentides.
I. BOUR
I. BOURCeinture
Région ophiolithique
de Québec city du Québec Chutes de la Chaudière
I. BOUR, 2015
I. BOUR I. BOUR
Chutes de la Chaudière
• 35 m de hauteur,
• doivent leur existence non pas par la mise en place d’un rejet tectonique mais plutôt par un phénomène
d’érosion différentielle relié à une alternance particulière d’une lithologie argilo-grèseuse accompagnée d’un
pendage de 30° des séries détritiques.
I. BOUR
I. BOUR I. BOUR
I.I.BOUR
BOURCeinture
Région ophiolithique
de Québec city du Québec Chutes de la Chaudière
Contraste lithologique entre bancs gréseux résistant et les shales rouges. Pendage apparent lié à des
plis d’entrainement associés au chevauchement des Appalaches (domaine parautochtone).
I. BOUR
Exemple d’érosion différentielle et grauwackes diaclasés
Les séries sédimentaires
ordoviciennes présentent
un basculement en
direction de l’Est en
rapport avec l’ancien
front orogénique des
Appalaches.
I. BOUR
Cas de faille de gravité mineures affectant
les séries détritiques ordoviciennes du
front des Appalaches
Série détritique ordovicienne matériel d’érosion des Laurentides
correspondant aux dépôts de la plate-forme de la Laurentia (appelé aussi
plate-forme du Saint-Laurent).Contexte géologique québécois
Vue d’ensemble
Bouclier canadien
Monts des Appalaches
Plate-forme du Saint-Laurent Montréal – Province montérégienne
Mont Royal
Région de Québec city
Chutes MontmorencyCeinture
Plate-forme ophiolithique du Québec
du Saint-Laurent Montréal – Province montérégienne
I. BOUR, 2015
Mont Royal
I. BOUR
province montérégienne, plutonisme gabbroïque, sédimentation ordovicienne, point chaud
et tectonique globale : exemple du Mont Royal
Crétacé
I. BOURCeinture
Plate-forme ophiolithique du Québec
du Saint-Laurent Montréal – Province montérégienne
Répartition des différentes lithologies et reconstitution des
I. BOUR, 2015
évènements géologiques
Mont Royal
Toit du pluton gabbroïque (-125 Ma) Texture grenue du gabbro Cornéenne métam. de contact lié à
l’intrusion du pluton
I. BOUR 1 1 I. BOUR I. BOUR 2
Calcaire rubané
(formation de Trenton : -400 Ma)
… avec filon basaltique
1 traversant l’encaissant (dyke)
2 3
4
I. BOUR 3
I. BOUR
4Ceinture
Plate-forme ophiolithique du Québec
du Saint-Laurent Montréal – Province montérégienne
Reconstitution structurale…
I. BOUR, 2015
Mont Royal
Le mont Royal est un relief d'érosion causé par l'érosion plus rapide des roches de la plaine environnante par rapport
aux unités cristallines qui forment maintenant le mont Royal. Le magma, à l'origine de ce massif, s'est mis en place à
environ 2 km de profondeur, il y a 125 Ma. Le reste de l'histoire se résume à l'érosion (1250 m sur 125 Ma).Ceinture
Plate-forme ophiolithique du Québec
du Saint-Laurent Montréal – Province montérégienne
Intégration des observations aux contexte géodynamique du continent Mont Royal
• ressemblance dans la composition chimique des roches,
• alignement de collines Est – Ouest coupant l’axe de la vallée du Saint-Laurent,
roches ignées intrusives de composition alcaline à ultra alcalines et d'âge Crétacé.Ceinture
Plate-forme ophiolithique du Québec
du Saint-Laurent Montréal – Province montérégienne
I. BOUR, 2015
Mont RoyalContexte géologique québécois
Vue d’ensemble
Bouclier canadien
Monts des Appalaches
Plate-forme du Saint-Laurent Montréal – Province montérégienne
Mont Royal
Région de Québec city
Chutes MontmorencyCeinture
Région ophiolithique
de Québec city du Québec Chutes Montmorency
I. BOUR, 2015
A la jonction de 3
provinces géologiques
(Grenville, Basses-
terres du Saint-Laurent
et Appalaches) avec
des âges et nature des
roches très variés
Entre fleuve et falaises, c'est un des sites les plus spectaculaires de la
province. Avec ses 83 m de hauteur, soit 30 m de plus que les chutes du
Niagara, l'imposante chute Montmorency domine le paysage.Ceinture
Région ophiolithique
de Québec city du Québec Chutes Montmorency
I. BOUR, 2015
Coupe géologique dans les Basses-Terres du Saint-Laurent (d’après Castonguay et al., 2006).
La faille normale de Montmorency est un
accident tectonique réparti sur 43 km de
longueur.
Le fonctionnement de cette faille cause un
basculement et un glissement de séries
sédimentaires le long de cette faille sur au
moins 230 m et avec une inclinaison de 40° à
45° vers le Sud sous l’effet de la friction. Une
géométrie de crochon de faille affecte et
déforme les séries sédimentaires le long du
plan de fracturation.
I. BOURCeinture
Région ophiolithique
de Québec city du Québec Chutes Montmorency
I. BOUR, 2015
Coupe géologique dans les Basses-Terres du Saint-Laurent (d’après Castonguay et al., 2006).
1. Gneiss précambrien sur lequel coule la chute, recoupé par la faille
normale de Montmorency (ligne blanche) système extensif avec
Le dernier mouvement d'envergure
pendage des séries générés par l’affaissement du soubassement,
enregistré le long de cette faille date de
2. Strates horizontales calcareuses du groupe de Trenton,
la formation des Appalaches, c'est-à-
3. Shale d’Utica basculé à pendage vers le fleuve,
dire il y a 400 à 430 Ma, au Silurien.
4. Fines strates de calcaires et de grès de la formation de Lotbinière,
5. Province des Appalaches et faille de Logan (ligne pointillée).Ceinture
Région ophiolithique
de Québec city du Québec Chutes Montmorency
I. BOUR, 2015
La discordance d’érosion de Montmorency, une lacune temporel de plus 700 Ma
• La discordance représente une
ancienne surface d’érosion du socle
(gneiss de la province de Grenville),
• Aucune roche n’a été déposée à cet
endroit durant cette période
d’érosion,
• écart important entre l’âge du
gneiss et celui des calcaires du
groupe de Trenton sus-jacents en
contact avec le gneiss.
I. BOUR
La discordance entre le gneiss déformé et les
calcaires non déformés est visible en amont
de la chute sur les abords de la rivière
Montmorency.Ceinture
Région ophiolithique
de Québec city du Québec Chutes Montmorency
Discordance angulaire sur socle
I. BOUR, 2015
gneissique des Laurentides
Ordovicien moyen (-455 Ma)
(meso-protérozoïque) par les
séries calcaires du Groupe
Trenton (Ordovicien)
Série fossilifère du groupe
Trenton
Grès de base (ancien sable
consolidé) au contact du gneiss
Paléosurface
précambrienne
préservée
Présence de marmites organisées en
structure circulaire (surcreusement par
Précambrien (-1,2 Ga)
les mouvements turbulent et
tourbillonnaire de l’eau avec charriage
de galets :
• Remplissage de calcaire ordovicien,
• Formées avant la sédimentation
ordovicienne existence d'une rivière
coulant dans ces lieux avant le dépôt des
calcaires.
• Discordance d’érosion Indice d’une
I. BOUR période érosive il y a ~500 Ma au moins. I. BOURCeinture
Région ophiolithique
de Québec city du Québec Chutes Montmorency
Stratigraphie et fossiles communs de la Plate-forme du Saint-Laurent
I. BOUR, 2015
Age
en
Ma
I. BOURCompétences techniques minières
Minéralurgie
Géophysique
Hydrogéologie, réhabilitation et
surveillance des stériles miniersCompétences techniques minières
I. BOUR, 2015
Minéralurgie
Ensemble des techniques de traitement de matières minérales brutes ayant pour objet
d‘extraire par voie physique, chimique ou thermique, une concentration de minerai
(initialement disséminer dans la roche du gîte minéral) directement utilisables par
l'industrie ou transformables par le métallurgiste.
Exemple de minéraux où le carbone, le fer ainsi que le plomb ont été extrait puis
concentré afin de récupérer le matériau sous forme de métal utilisable par l’industrie.
Hématite (Fe2O3) Galène (PbS)
(oxyde) (sulfure)
Graphite (C)Compétences techniques minières
I. BOUR, 2015
C Fe2O3 PbS
Minéralurgie
Traitement et concentration du minerai
Exemple sur le graphite, l’hématite et la galène
Broyage
d = 1 à 500 µm
Broyage via broyeur à boulet
Gangue + minerai + impuretés
Diminution de la taille des particules
Séparation possible :
• certaines particules sont libérées
Rôle du broyage : • On peut rejeter les particules de
réduction granulométrique, gangue et conserver les particules de
effet passif de concentrateur des matériaux minerai de valeurCompétences techniques minières
I. BOUR, 2015
Minéralurgie
Traitement et concentration du minerai
Méthodes de concentration (ou de tri)
Gravité Magnétique Eléctro-statique Flottation Pyrométallurgie
Comment déterminer la méthode à utiliser pour séparer la gangue du minerai de valeur ?
Dresser la liste des propriétés des différents minéraux composant la gangue et le minerai.
Exemple :
• gangue : silice
• minerai : hématite
On choisi une méthode tirant avantage des différences observées :
Minéral Masse volumique (kg/litre) Réponse magnétique Réponse électrostatique
Hématite 5,2 paramagnétique conducteur
Silice 2,7 Non magnétique Non conducteurCompétences techniques minières
I. BOUR, 2015
Minéralurgie
Traitement et concentration du minerai
Exemple sur le graphite, l’hématite et la galène
Deschlammage
Élimination des fines particules issues du broyage
Broyage
Méthodes de concentration (ou de tri)
Gravité Magnétique Eléctro-statique Flottation PyrométallurgieCompétences techniques minières
I. BOUR, 2015
Electromagnétisme
Electromagnétisme pour la détection des niveaux ferreux
Exemple du magnétomètre de type Beep mat pour les mesures électromagnétiques
Bobine inductive
Matériau ou structure
Champ détectable et
mesurable via le %tage
magnétique
de déphasage entre le
primaire champ 1aire et 2ndaire
Champ magnétique
Secondaire induit par
le champ primaire
Mesure électromagnétique beaucoup
utilisée pour les structures et affleurement
conducteur ou magnétique niv. ferreux,
Corps chapeau de fer, minerai.
ferromagnésien Détection jusqu’à 3 m avec le Beep mat.
I. BOURCompétences techniques minières
I. BOUR, 2015
Electromagnétisme
Electromagnétisme pour la détection des niveaux ferreux
I. BOURCompétences techniques minières
I. BOUR, 2016
Au Québec, au moins 713 sites répertoriés pour de la
restauration : coût d’ensemble 808 M$Historique du site
I. BOUR, 2016
Le site d’Aldermac :
• Gisement de Cu, Zn, Ag et d’Au découvert en 1925 et exploitée entre 1932 et 1943,
• 1.500.000 t de résidus de produits miniers ont été rejetés dans l’environnement. Ces résidus miniers, qui couvrent
une superficie de plus de 76 hectares, réagissent avec l'eau de pluie et l'oxygène de l'air pour former de l'acide
sulfurique.
• Site en phase de réhabilitation environnementale depuis 2008 (coût total des travaux estimé à 16,5 M$).
Secteur nord, avant nettoyage de 1 500 000
Vue aérienne du site avant le début des travaux tonnes de résidus miniers
Excavation des résidus sur une portion du Cas actuel avec des oxydation encore bien
Secteur nord, avant nettoyage secteur et disposition en monticule visible du fer
Panoramique du site actuelLes contaminants
I. BOUR, 2016
Le drainage minier est caractérisé par un pH faible (pH < 6), une acidité élevée de même
que des teneurs élevées en métaux et en sulfates dans l’eau.
Le DMA est de loin le problème environnemental le plus important auquel est
confrontée l’industrie minière canadienne.
Le drainage minier acide est le résultat de l’oxydation des minéraux sulfureux exposés à
l’air et à l’eau.
L’oxydation des minéraux sulfureux libère des ions H+, qui acidifient l’eau en abaissent le
pH. Cette baisse de pH augmente la solubilité de plusieurs métaux tels le plomb, le
cadmium, l’arsenic, le cobalt, le mercure, le fer, le zinc, le cuivre, le manganèse et le
nickel, pour n’en nommer que quelques-uns.Restauration
I. BOUR, 2016
Exemples de restauration
• Excavation des résidus sur une portion du
secteur et disposition en monticule. Un
recouvrement étanche a été aménagé sur une
portion du secteur. Il est composé d'une
géomembrane, d'un géotextile de protection,
d'une couche de matériaux granulaires et d'un
horizon de terre végétale sur les pentes plus
prononcées.
Végétalisation adaptée aux
conditions hydriques et
hydrogéologiques :
• Utilisation de plantes
phréatophytes très demandeuses
en eau afin de limiter le drainage,
• Résineux à éviter car racine peu
profonde et donc facilement
déracinable par les tempêtes avec
un risque de mettre à nu le sol
exposition à l’air libre des résidus.Restauration
I. BOUR, 2016
Exemples de restaurationMesures et observations in situ Site 01
I. BOUR, 2016
pH = 5,68 pH avec acidité modéré et
N Conductivité : 348 µS conductivité indiquant une « assez
faible » concentration de métaux en
solution phase de précipitation
de Fe(OH)3
Voiles bactériens
• Zone rougeâtre = fer oxydé, Site 01
• Zone verdâtre = fer non
oxydé
Il n’y aura pas diminution du pH si
l’oxydation du fer est encore en
cours.
Réactions d’oxydations de la pyrite Gravière encore exploitée
en phase I et II :
A des pH suffisamment élevés, le fer
ferrique précipite sous forme N
d’hydroxyde. Vue aérienne récente du site d’AldermacMesures et observations in situ Site 02
I. BOUR, 2016
pH = 2,92 pH nettement plus acide par rapport au site 1
N Conductivité : 1229 µS Les eaux sont beaucoup plus claires pas de phase de
précipitation d’hydroxyde (milieu trop acide : phase III). Le fer
ferrique reste en solution d’où les fortes valeurs de conductivité.
Dépôts jaunâtres de sulfure sur
les roches à l’interface eau-air
Site 02 Site 01
N
Vue aérienne récente du site d’AldermacMesures et observations in situ Site 03
I. BOUR, 2016
pH = 2,71 Point de mesure à l’extrémité Sud du lac
Conductivité : 1428 µS montrant des valeurs légèrement plus extrêmes
répartition des masses d’eaux acides assez
hétérogène. Un gradient de réactions de
production d’acide semble apparaitre entre
l’amont et l’aval du réseaux drainant.
Site 03 Site 02 Site 01
N
Vue aérienne récente du site d’AldermacMesures et observations in situ Site 04
I. BOUR, 2016
Vue latérale extérieur de la digue Zone d’écoulement d’eaux acides en pied de digue
noter la dégénérescence de la végétation périphérique
Site 04
Site 03 Site 02 Site 01
pH = 2,87
Conductivité : 1183 µS
Milieu encore extrême en terme de
paramètres chimiques à l’exutoire du
site drainant.
La seule faune aquatique est résumée
par la présence de vers tubicoles et de
tapies bactériens.
Noter les problèmes d’étanchéités des
digues fuites des eaux acides et
mortalités de la flore en périphérie N
immédiate. Vue aérienne récente du site d’AldermacFormations au CEGEP : gîtologie, minéralurgie et géophysique
Bonne étude
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