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Caractérisation structurale et stratigraphique du complexe ophiolitique de Thetford-Mines: Implication géodynamique pour la zone de Dunnage du sud du Québec, Canada.

Schroetter, Jean-Michel (2003). Caractérisation structurale et stratigraphique du complexe ophiolitique de Thetford-Mines: Implication géodynamique pour la zone de Dunnage du sud du Québec, Canada. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 272 p.

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Résumé

Les Ophiolites du sud du Québec sont reconnues comme constituant des segments de lithosphère océanique de supra-subduction, obductés sur la marge laurentienne au paléozoïque inférieur (orogénie taconienne), témoins de la disparition du proto-Atlantique océan Iapétus. De nombreuses études pétrologiques, géochimiques, géochronologiques et métallogéniques, sont disponibles sur ces complexes ophiolitiques du sud du Québec, mais depuis la révision du modèle de formation du prisme taconien (zone de Humber), aucune étude structurale récente de leur déforrnation n'avait encore été réalisée. Ce doctorat montre que les différents épisodes de déformation du paléozoïque inférieur à moyen, reconnus sur la marge continentale adjacente (zone de Humber inteme), peuvent être identifiés dans les massifs ophiolitiques du sud du Québec, et notamment sur le Complexe Ophiolitique de Thetford-Mines et qu'ils peuvent être classés en structures: (i) pré-,(ii) syn-, et (iii et iv) post-obduction. (i) Des failles normales basculées, orientées sub-NS, découpent la croûte ophiolitique de la zone à cumulats inférieurs jusqu'aux faciès effusifs, créant une géométrie en horst et graben. Ces structures pré-obduction sont parallèles aux dykes doléritiques et sont accompagnées d'intrusions et de brèches magmatiques et sub-volcaniques. Les dykes de dolérites atteignent localement une concentration ≥ 40%, où ils constituent un complexe filonien, qui est en partie érodé durant l'extension syn-océanique. (ii) Les fabriques syn-obducdon consistent en une schistosité peu- à métamorphique au grade schiste-vert, jusqu'à amphibolitique, bien-développées dans la semelle métamorphique et dans les fenêtres tectoniques de Carineault et Bécancour. Cet événement syn-obduction est associé à la mise en place de granitoïdes péralumineux, et les fabriques syn-obduction et ces granitoïdes sont affectés par deux types de structures post-obduction. (iii) une première génération de structures constituée de plis faillés et de failles inverses rétrochevauchants, orientés ∼ N070, à vergence SE, attribuée à l'épisode rétrochevauchant de la marge laurendenne (failles de Bennett-Brome), et (iv) une seconde famille de structures, constituée de failles inverses et de plis ouverts à serrés à vergence NO, orientés dans le grain appalachien, attribuée au serrage Acadien. Le canevas structural établi sur le Complexe Ophiolitique de Thetford-Mines pemet de mieux préciser la relation structurale et stratigraphique entre les complexes ophiolitiques du sud du Québec et le Mélange de St.-Daniel, sus-jacent. Ainsi il est possible de mettre en évidence que le «Mélange de Saint-Daniel» est une séquence sédimentaire positive, composée de quatre unités pdncipales, déposée dans un bassin d'eau profonde, avant-arc, de type «piggy-back», durant la période de convergence taconienne. Le schéma géodynamique proposé pour le Complexe Ophiolitique de Thetford-Mines peut être résumé ainsi: (1) après une période d'extension avant-arc, 2) le Complexe Ophiolitique de Thetford-Mines est obducté sur la marge laurentienne, (3) la collision de l'arc taconien et de la marge laurentienne, transportant les ophiolites, au Silurien tardif, entraîne le changement de vergence des structures de la marge, et le renversement du Complexe Ophiolitique de Thetford-Mines. (4) Le prisme orogénique devenant instable (gravitairement?), s'effondre (Faille normale Saint-Joseph), et s'installent les bassins successeurs siluro-dévoniens. (5) Enfin, l'ensemble des structures de la chaîne tacono-salinienne sera repris par le serrage Acadien, produisant la géométrie des Appalaches du sud du Québec, que nous connaissons aujourd'hui. En conclusion, ce travail présenté dans ce doctorat montre que les roches océaniques paléozoïques (zone de Dunnage), du sud du Québec, ont subi une histoite tectonique complexe reconnaissable en tout point avec le domaine continental adjacent (zone de Humber).

Abstract

The southern Québec Ophiolites are recognized as fragments of oceanic suprasubduction zone lithosphere, obducted onto the continental Laurentian margin in Lower Paleozoic time (faconian Orogeny), preserving fragments of the proto-Atlantic Iapetus Ocean. Many petrologic, geochemical, geochronologic and metallogenic studies are available on the southern Québec ophiolite complexes, but since the revision of the Taconian prism model (Humber zone), no recent structural study of their deformation had been carried out. This Ph.D Tbesis shows that the various Lower to Middle Paleozoic deformation episodes, recognized on the adjacent continental Laurentian margin (internal Humber zone), can be identified in the southern Québec ophiolite complexes. Notably, in the Thetford- Mines Ophiolite Complex, these various tectonic episodes can be classified as: (i) pre-, (ii) syn-, and (iii and iv) post-obduction structures. (i) Tilted sub-NS normal faults crosscut the ophiolitic crust, extending from the lower cumulate zone to the effusive facies, generating a horst and graben geometry. These pre-obduction structures are parallel with the doleritic dykes and are accompanied by intrusions, magmatic and sub-volcanic breccias. The doleritic dykes, locally reach concenftations ) 40o/o, where they constitute a sheeted dykes complex, which is pardy eroded during the syn-oceanic extension. (ii) The syn-obduction fabrics consist of sub-greenschist to amphibolitic grade metamorphic schistosity, well-developped in the metamorphic sole and in the Carineault and Bécancour tectonic windows. This syn-obduction event is associated with peraluminous granites, and these syn-obduction fabrics and these granites, both are overprinted by two kinds of post-obduction structures. (iii) a first generation of structures consists of SE-verging and - N07O-trending, backfaulted folds and backthmsts, and are atffibuted to the continental margin backthrusting event (Bennett-Brome faults), and (iv) a second family of structures is constituted of NW-verging reverse faults and open to isoclinal folds, which are oriented in the NE Appalachian grain, and attributed to the Acadian tightening. The structural canvas established from the Thetford-Mines Ophiolite Complex, makes it possible to better specify the structural and stratigraphic relationship between the southern Québec ophiolite complexes and the overlying Saint-Daniel Mélange. Thus it is now possible to recognize that the " Saint-Daniel Mélange " is a positive sedimentary sequence made up of four major units, and deposited in a deep water forearc "piggy-back" basin, deposited during the Taconian convergence. The geodynamic sketch suggested for the southern Québec Dunnage zone, can be summarized as follows: (1) An extensional forearc seafloor-spreading episode. (2) The Thetford-Mines Ophiolite Complex Ophiolite was obducted onto the Laurentian margin. (3) The early-Silurian collision between the taconian arc and the Laurentian margin (overlying by the ophiolites), involved a change of vergence of the Laurentian margin structures, and led to tilting of the Thetford-Mines Ophiolite Complex. (4) The orogenic prism then became unstable and collapsed (Saint-Joseph normal fault), leading the deposition of the siluro-devonian successor basins. (5) Finally, the whole tacono-salinian orogen was overprinted by Acadian tightening, producing the geometry of the southern Quebec Appalachians we see today. To conclude, the work presented in this thesis proves that the southern Québec Paleozoic oceanic rocks of the Dunnage zone underwent a complex tectonic story which can be correlated with events recorded in the adjacent continental margin rocks (Humber zone).

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Tremblay, Alain
Co-directeurs de mémoire/thèse: Bédard, Jean
Mots-clés libres: stratigraphie; géodynamique; tectoniques; obduction; gîtes; chromites; Dunnage; complexe ophiolitique; Thetford-Mines; Québec
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 19 nov. 2012 21:00
Dernière modification: 17 mars 2016 18:06
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/374

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