DÉPOTS DU LAC AGASSIZ PRO-GLACIAIRE

Dépôts lacustres et fluvio-lacustres.

Les dépôts lacustres et fluvio-lacustres diffèrent des argiles limoneuses glacio-lacustres, en ce qu'ils dérivent, pour la plus grande part, de l'érosion des surfaces de terre ferme à laquelle ont présidé les cours d’eau et la vague. Ils en diffèrent également en ce qu'il n'offrent pas ordinairement de lamination régulière et qu'ils varient en composi-

tion. Les dépôts lacustres se rattachent principalement à l'érosion par la vague des rivages et des hauts fonds du lac. Les dépôts fluviolacustres sont pour la plupart des dépôts sub-aueux de remplissage de vallée et de deltas, et se concentrent dans les superficies que couvraient les cours d'eau à leur entrée dans le lac. Ils ont été effectués, pour la plus grande partie, dans une eau comparativement peu profonde près de l'embouchure des cours d’eau et comme remplissage de vallée, sur quelque distance en remontant ces cours d'eau. Dans quelques cas, les vallées de cours d'eau avaient été antérieurement creusées et les sables et les argiles fluvio-lacustres étaient concentrés dans ces vallées. En maints endroits, les dépôts fluvio-lacustres sont entremêlés, parce que des courants obéissant à la vague le long des rivages ont transporté les matériaux de delta et y ont mêlé d’autres matériaux provenant de l’érosion des rivages et du fond.

Le dépôt dont le développement sur le fond du lac s'est le plus étendu consiste en sable fin et en limon lacustres dont lemanteau d’une épaisseur de quelques pouces seulement couvre la surface d'une grande partie de la superficie. Ce sable fin et ce limon paraissent dériver principalement de l'érosion par la vague du till calcarifère et des argiles limoneuses glacio-lacustres sur lesquels ils sont répandus. Ils consistent, pour une forte proportion, en ‘poussière de roche,” c'est-à-dire, en matériaux que la glace de glacier a triturés. Une fois saturés d’eau, ces matériaux offrent les propriétés de l'argile, car ils sont légèrement plastiques; mais dès qu'ils sèchent, ils sont sans cohésion et farineux.

Les argiles sableuses et limoneuses du district sont généralement bien stratifiées, mais caractérisées par une alternance irrégulière de couches sableuses et argileuses, et parfois de minces lits graveleux ou de minces lentilles de gravier. Les lits graveleux se rencontrent surtout dans les couches lacustres dérivant de l'érosion par la vague et déposées sous des eaux peu profondes près des grèves. Les lits graveleux sont ordinairement plus sableux vers leurs bases, près du contact avec les sédiments sousjacents, et sont -ouvent ridés, mais en n'a observé aucune stratification transversale. Les lamelles du sable varient en épaisseur d'une fraction d'un pouce à plusieurs pouces. Les lamelles d'argile sont d’une épaisseur plus uniforme, d'un quart de pouce environ. Dans quelques parties des dépôts de di Ita, les lamelles sont d'occurence plus régulière et consistent en couches de limons sableux alternant avec des couches d'argiles sableuses. Le: lits graveleux sont généralement fort minces; ils consistent en sable :t ea gravier, et se développent souvent en continuité sur quelque diciance. Dans d'autres cas, des lits de gravier de 2 à 3 pouces d'épaisseur n'offrent aucun développement latéral de grande étendue. Les lits de gravier se présentent à des intervalles fréquents dans toute la profondeur de quelques-unes des counes. Dans

l'érosion s fluvioplissage ivraient pour la près de ur quelcas, les s sables es. En rce que orté les le l’éro-

étendu paisseur > partie ncipaleoneuses t, pour itériaux itériaux stiques ;

lement ière de leux ou surtout éposées ux sont vec les aucune Jaisseur d'argile Dans ice plus vec des nt fort souvent de gralatéral ervalles Dans

d'autres coupes des dépôts, qui sont apparemment des dépôts sub-aqueux de delta, il n'existe pas de gravier. Les lits sont généralement gris jaunâtre, mais il en est de gris bleuâtre, dans quelques parties des dépôts de delta. Il sont le plus souvent calcarifères, sauf à leur partie supérieure, où la lixiv2tion a été énergique. Les matériaux, dérivés principalement de l'érusion des rivages par la vague, ont une teinte jaune plus marquée et sont plus lixiviés que les argiles fluvio-lacustres. Dans quelques coupes, la couleur jaune persiste en descendant jusqu'à la profondeur de 12 à 14 pieds. Dans la partie supérieure de la coupe, l'altération récente par l'influence atmosphérique et la lixiviation ont donné aux lits d’argile une couleur brun rougeâtre par endroits. Une forte proportion des matériaux est dérivée de l'érosion du till calcarifère et des argiles glacio-lacustres qui ont été en partie altérées, ce qui expliquerait l'apparence qu'offrent quelque peu les argiles limoneuses d’avoir été soumises à la lixiviation. Une analyse mécanique d’un échantillon moyen de l'argile fluvio-lacustre a donné la composition suivante:—

Ar | £ e & El! E . E . 2 CUVE ÉNRSE a D ipti & ÿ in 7 p 8 É escription E © CE S É à © e à £ ü E un LT 2: -© e| .

EE EN CE MSN Su | 8 ST | 27 /2È0) 29 | $- | ES | ES OA fn |# à PS PE me <e

À certains endroits, la partie supérieure du delta et des dépôts en eau peu profonde consiste en un sable fin dont l'épaisseur varie de quelques pouces à 2 ou 3 pieds. Un échantillon moyen de ces matériaux a indiqué un contenu de 87 pour cent de sable fin et très fin, composé de quartz principalement, mais avec une proportion considérable de feldspath et d'autres minéraux. La plupart des particules sont anguleuses ; mais quelques-uns des grains de quartz sont arrondis.

Le caractère particulier des dépôts lacustres et fluvio-lacustres, simulant dans une mesure les dépôts fluviaux, provient de ce que la sédimentation s’est partiellement effectuée durant la période d’exhaussement de l'eau. La présence de minces lits de gravier est due à l’action de la vague qui a aplani les cordons littoraux, à mesure que les eaux s'élevaient, et en a répandu le gravier en une mince couche sur les hauts fonds près du rivage. Le grossissement des eaux explique aussi la présence de lits marqués de rides que l'on rencontr = olus bas que les lits d'argile, dans plusieurs des coupes. La sédimentarion des dépôts s’est opérée partiellement durant les périodes de gonflement des eaux et partiellement durant ies périodes de leur épuisement.

Les dépôts lacustres et fluvio-lacustres occup nt cans le Aitrict une étendue superficielle de 120 milles carrés au moins, où environ un sixième de la superficie totale, et se trouvent sous-jacents à une grande partie des dépôts de boue végétale et de tourbe qui forment près d’un tiers de cette superficie. De nombreuses coupes, le long de la rivière à la Pluie et de ses tributaires, exposent les argiles à découvert. En aval précisément de la digue de Fort Frances, une coupe permet d'observer une épaisseur de 12 pieds d’argiles limoneuses et graveleuses d'un gris jaunâtre, qui forment une partie du remplissage de la vallée (planche IX). L'épaisseur totale des argiles est ici d'au moins 25 pieds. Elles comblent partiellement une vallée de cours d'eau qui a été érodée antérieurement à leur sédimentation. On a observé, à découvert, une épaisseur de 10 pieds d'argiles fluvio-lacustres libres de graviers ou de caillou: dans une briqueterie sur le talus de la rivière, à 1 mille } en aval de Fort Frances. Ce dépôt forme aussi une partie de vallée de remplissage, dont la plus grande partie a été érodée par le cours d'eau actuel. À une courte distance de la rivière, le till calcarifère paraît à lasurface. De nombreuses coupes se présentent aussi le long du cours inférieur de la rivière à la Pluie, mais n'offrent généralement que de minces lits d'argiles à découvert. On voit un delta fort développé et un dépôt effectué en eau peu profonde dans la partie nord-ouest du district. Ce dépôt a été recoupé en forme de tranchée par la Little Grey et ses tributaires, et une partie de ses matériaux a été enlevée pour former un delta sub-aqueux, À bas niveau, dans le lac des Bois. La surface du vieux delta se développe graduellement en pente à partir d'une hauteur de 2 à 3 pieds audessus de l'eau du lac, jusqu’à 30 pieds plus haut, à une distance de 4 ou 5 milles à l'intérieur. La première grève accentuée, qui mainue la limite de l'eau à l'époque où la plus forte proportion des matériaux du delta a été déposée, se trouve à près de 65 pieds au-dessus dulac. Le maximum d'épaisseur des dépôts du delta est inconnu, mais ils sont, par endroits, épais d'au moins 30 pieds. Une forte proportion des matériaux a été apparemment déposée dans une eau variant en profondeur de 30 à 60 pieds. Une partie des argiles et sables dérivés de l'érosion des rives par la vague a été déposée dans une eau moins profonde encore. Un facteur important de la sédimentetion des argiles en eau peu profonde est le bicarbonate de chaux en solution, car il tend à désagréger l'argile qu'il forme en granules plus grosses qui se déposent rapidement. On a remarqué que les eaux du lac des Bois reprennent leur limpidité peu d'heures après la cessation d'une tempête. Une grande partie des matériaux en suspension est calcarifère. La grande quantité de ces matériaux en suspension durant une tempête hâte aussi la sédimentation, les matériaux plus grossiers entraînant avec eux les plusfins. Cela explique pourquoi les argiles dérivées de l'érosion par la vague ont été déposées

-trict on un rande d'un ière à 1 aval server n gris anche Elles antéépaisillou:, e Fort ssage, À une » nomrivière iles à on eau a été res, et queux, déveds aue 4 ou limite \ delta imum droits, a été s rives ».. “Un ofonde l'argile On a té peu lie des de ces tation, xplique posées

sous une eau comparativement peu profonde, car les matériaux érodés étaient plus grossiers et très abondants. On n'a pas observé d'indices de sédimentation subaérienne des matériaux de delta.

Fossiles. Les coquilles fossiles d'eau douce existent en grand nombre dans quelques parties des dépôts lacustres et fluvio-lacustres et dans les dépôts littoraux du lac Agassiz, dans le district de Rainy River. On a aussi observé des coquilles fossiles dans les dépôts du lac Agassiz, en d'autres endroits du bassin. Upham a remarqué (14 p. 237) que des coquilles fossiles avaient été trouvées dans les dépôts du lac Agassiz en deux localités: dans la grève Campbell, à environ 6 milles au sud-ouest de Campbell, Minnesota, à une altitude approximative de 985 pieds au-dessus de la mer, et dans la grève Gladstone, à un demi-mille de Gladstone, Manitoba, à environ 875 pieds au-dessus de la mer et 165 pieds au-dessus du lac Winnipeg. On a également remarqué des coquilles fossiles en maints endroits, dans les dépôts considérés par Upham comme étant des sédiments fluviaux postérieurs au lac Agassiz (14, pages 201 et 253).

Lawson a trouvé des coquilles, dans le district Rainy River, dans un cordon littoral de gravier au premier rapide de la rivière Pine, de même que dans les couches observées sur la Rainy, au confluent de la rivière Pine et à divers points plus bas, particulièrement dans les sables et argiles stratifiés de l'embouchure de la rivière Baudette (11, page 172 E). A.-P. Coleman a trouvé à son tour des coquilles d'eau douce dans les argiles du lac Agassiz, près de Fort Frances (24, page 147.)

L'auteur a trouvé de ces coquilles dans le district de Raïny River en cinq localités différentes, dans les cordons littoraux de sable et de gravier du lac Agassiz et en de nombreux endroits dans les dépôts lacustres et fluvio-lacustres du lac. On les rencontre en abondance dans les argiles stratifiées sab'euses et graveleuses exposées à découvert dans une coupe du talus de la rivière, à Fort Frances (planche IX). Elles sont plus particulièrement abondantes dans les minces lits et les lentilles sableuses et graveleuses de cette coupe. On observe de temps à autre un grand unione dans les argiles qui paraissent à découvert dans la carrière d'argile située sur le talus de la rivière à 1 mille 3 en aval de Fort Frances. Les argiles fluvio-lacustres des coupes qui s'offrent le long de la Rainy, en aval de la ville de Rainy River, contiennent de nombreuses coquilles dans leur partie inférieure. Ces coquilles existent en plus grande abondance dans les couches sableuses, quoiqu'elles soient aussi dispersées à travers les argiles. On a fréquemment remarqué une rangée d’uniones dans le lit sableux de la base des argiles et le tong du contact avec le till calcarifère ou les argiles glacio-lacustres sousjacents. Les uniones sont presque toujours en mauvais état de conservation et tombent en pièces quand on les enlève de la pâte, par suite

de leur nature aragonitique qui les rend plus susceptibles de lixiviation. Des coupes dans les sables et les argiles fossilifères sont bien exposées le long du talus de la rivière, à un mille en aval du pont du chemin de fer de la ville Rainy River. Dans la partie supérieure du dépôt fluviolacustre, ou dans cette portion qui, apparemment, en a été déposée durant les phases d'épuisement du lac Agassiz, aucune coquille fossile n'a été trouvée.

On rencontre encore des coquilles fossiles dans queiques-uns des cordons littoraux et non dans d'autres. Une puissante grève près de la rive nord de la Rainy, en un endroit situé à 8 milies environ en aval de Fort Frances, contient un grand nombre de coquilles. Il existe dans la grève une coupe de 12 pieds de sable et gravier, d’une stratification parfois entrecroisée, et contenant des coquilles près de sa base et dans différentes couches jusqu’à 1 pied } de la surface du sol (planche X). L'altitude de la crête du cordon littoral est de 1149 pieds au-dessus du niveau de la mer, ou de 40 pieds au-dessus du niveau de Rainy Lake, et de 88 pieds au-dessus du lac des Bois. On a relevé également des coquilles fossiles dans le sable et le gravier de grève, dans la section 3 du township Crozier, à une altitude de 1141 pieds; près de l’angle sudouest du township Aylesworth, à une altitude de ::18 pieds, et dans la section 33 du township Dilke. Dans quelques cas, les grèves qui ont été formées, apparemment durant des haltes de la période de l'eau montante, ont été partiellement effacées à mesure que l'eau s'élevait et les sables et les graviers de grève ont été répandus latéralement. Dans quelques cas également le sable et le gravier de grève se montrent sousjacents à une argile d’un pied ou à peu près en épaisseur. On n'a pas déterminé si les coquilles fossiles sont confinées à un groupe de grèves plus ancien ou plus récent. Dans un cas, cependant, on a trouvé des coquilles dans une pointe qui, apparemment, a été formée durant la phase de l'eau montante.

Dépôts littoraux.

Les dépôts littoraux du lac Agassiz pro-glaciaire, dans le district, consistent en sable et en gravier de grève généralement disposés en forme de cordons aux crêtes uniformes, longs et comparativement étroits. Les matières qui composent les cordons littoraux, barres, pointes, etc., contiennent une grande quantité de gravier de calcaire dérivé du till calcarifère. Dans certains cas, le sable quartzeux et feldspathique domine en quantité sur les autres matériaux. Les cordons littoraux varient en hauteur de 2 à 15 pieds, et de 50 à 500 pieds en largeur, ou même plus, là où les eaux montantes ont permis aux vagues de raser une partie du dépôt et de le disperser sur les hauts fonds. Dans de telles circonstances, cependant, le dépôt s'est partiellement formé sous

l'a pas grèves vé des : phase

listrict, 1 forme étroits.

ss, etC.

du till athique ttoraux

eur, OU le raser ans de né sous

l'eau. La stratification des matériaux composant les grèves est en général en concordance avec le contour de surface du cordon littoral. Quelquefois les lits sont diagonaux et entrecroisés; la plus grande épaisseur constatée était de 21 pieds; l'épaisseur moyenne est de beaucoup moins considérable. La plus grande épaisseur se rencontre là où les pointes ont été édifiées dans une eau comparativement profonde, ou là où la sédimentation s'est continuée durant la période d'exhaussement des eaux.

Les grèves s'offrent à des intervalles verticaux irréguliers. Quelques-uns de ces intervalles sont grands et il y a comparativement peu d'indications de l’action de la vague dans les intervalles entre les grèves. Par suite du faible relief de la région, les cordons de sable et gravier sont les traits dominants des lignes des rivages, et les falaises des rivages sont peu développées, ou il n'en existe pas. Une forte proportion des matières qui composent les grèves dérive de l'érosion par la vague des hauts fonds, mais les terrasses jonchées de cailloux ne paraissent pas en évidence, parce qu'une grande partie du till érodé contient peu de cailloux comparativement. La corrélation entre les grèves de la région est difficile à saisir, à raison du boisement d'une grande étendue de la surface et de la difficulté par suite d'en faire un relevé continu. Il existe aussi cette difficulté que les grèves fortement accusées, les pointes, etc., ont été élaborées durant la phase de l’exhaussement des eaux et ont été tantôt préservées et tantôt en grande partie oblitérées. Il y a cependant, dans la région, une ligne de grèves bien marquée que l'on reconnaît à première vue.

Dans la partie sud-ouest du district, près du lac des Bois, il existe une grève faiblement dessinée, à une hauteur de 30 pieds au-dessus du lac, et une terrasse correspondante s'étend sur quelque distance, en remontant la Rainy. La première grève se trouve à 56 pieds au-dessus du lac. Elle offre la ligne de rivage la mieux marquée de la région et c’est probablement la puissante grève de Campbell, dont parle Upham comme étant l’une des mieux développées du lac Agassiz (14). Elle est bien développée dans le township Curran, au nord de la ville de Rainy River, dans la partie adjacente de la Réserve des terres sauvages et dans le township Spohn. On la voit aussi d’une étendue considérable, à 1 mille à l’est de Sleemans, dans le township Worthington et, vers le nord, dans les township Blue, Pratt et Sutherland. Elle se prolonge sur quelque distance en remontant la vallée de la Rainy et se développe près de Pinewood et aussi à Barwick. La présence des grèves à aussi grande distance en remontant la vallée et dans les étranglements de cette vallée, montre que la vallée a été creusée en partie avant que le lac n'ait pris naissance.

Près de la ville de Rainy River, cette grève puissante que l'on désigne sous le nom de grève Campbell, a une altitude de 1117 pieds. On rencontre une grève moins accentuée ou des barres non loin de la rive, près du même endroit, à une altitude de 1,110 pieds. À onze milles au nord de cette localité, dans le township Spohn, on a constaté que la grève a une altitude de 1125 pieds (barométrique). À Gameland, dans le township Pratt, à 10 milles au nord-est, son altitude est de 1125 (barométrique), et dans le lot 3, concession 1, du township Marson, à 24 milles au nord-est, on a enregistré une altitude de 1140 pieds (barométrique). Des grèves se présentent aussi dans cette dernière localité à 1130 et 1135 pieds (au baromètre), mais on n'en a pas vu à des niveaux inférieurs, à aller jusqu'à celui du lac des Bois. L'accentuation de cette grève est quelquefois remarquat le. Dans la Réserve des terres sauvages, au nord de la ville de Rainy River, la levée des sables et graviers est par endroits d'une largeur de 1500 pieds et d'un maximum d'épaisseur d'au moins 15 pieds. La grève semble marquer une longue ligne continue du littoral du lac Agassiz, durant la phase de l'exhaussement et durant celle de l'épuisement de ce lac, car elle a été partiellement rasée et dispersée au loin et, plus tard, des cordons littoraux transversaux ont été édifiés ici et là sur la surface, par l'action de la vague. D'après les données receuillies dans le district, données peu satisfaisantes, la direction du plus grand soulèvement en bascule, tel que le font voir les altitudes de la grève Campbell en différents endroits, est nord 35 degrés est, et se présente en raison d'environ un pied au mille. Il existe, dans le district, des grèves plus élevées jusqu’à des altitudes de 1200 pieds au moins, mas elles ne sont pas à beaucoup près aussi bien développées, et, à ces plus hautesélévations, la plus grande partie de la superficie était immergée. Dans la partie nord-est de la région, qui est la plus élevée, à des altitudes variant de 1225 à 1275 pieds, on n'a relevé que de faibles indices de l'action de la vague, même dans les étendues recouvertes par le drift, où les conditions étaient favorables à la production et à la préservation des marques indicatrices des lignes de rivages. Dans la région rocheuse encore plus élevée, au nord-est, autant qu'on a pu l'observer, il paraît aussi y avoir absence de berges, mais la penurie générale du drift propre aux superficies de roches n'y a pas constitué des conditions très favorables aux relevés des lignes de rivage. On rencontre dans le Minnesota septentrional des berges à des altitudes de beaucoup plus de 1200 pieds (19). Leur absence apparente de la partie nord-est du district de Rainy River suggère soit que la région au nord était fermée par la glace, durant les phases des plus hautes eaux du lac Agassiz, soit que quelques-unes des plus hautes lignes de rivage, que l'on rapporte au lac Agassiz, appartiennent au lac pro-glaciaire primitif associé avec le lobe glaciaire keewatinien qui a apporté le till calcarifère.

dé- On rive, s au rève is le aro- \ 24 >méalité eaux cette ages, t par d'au tinue irant t dist été s les lirecaltiegrés dans ds au , et, à nmerà des idices drift, ation heuse paraît >ropre Avoranesota | pieds Rainy jurant s-unes Z, apaciaire

Nous donnons ci-après une liste des altitudes (au-dessus du niveau moyen de la mer) des crêtes des cordons littoraux, pointes, etc., du lac Agassiz et des localités où ils se présentent. Les altitudes ont été déterminées au moyen du nivellement, et les niveaux ont été basés sur les niveaux précis enregistrés et les repères établis par le Ser ‘ice géologique des États-Unis et la Commission géodésique canadienne dans la région (20 et 21). Dans cette liste, les trois premières altitudes se rapportent à la grève fortement accusée que l'on désigne sous le nom de grève Campbell.

Pieds ( 1.) Près du côté droit de la section 3 du township Curran. Crête d'une forte pointe de sable et gravier 1,117 Barres plus faibles à un mille au sud 1:110 Près du centre de la section 28 du township Worthington. Crête d'une forte pointe de sable et gravier 1,116 Crête d'une faible barre À l'angle sud-ouest de la section 36 du township de Barwick. Crête d’un gros cordon littoral Crête d’une faible barre...........................:....:... Dans la section 21, township Aylesworth, près du chemin de hâlage. Crête d'un cordon littoral À l'angle de la section 36 du township Barwick. Crête d'un cordon littoral Dans la section 33 du township Dilke.

Crête d'une barre de gravier Près de la Rainy, en aval de Fort Frances.

Crête d'une pointe de sable et gravier Dans la section 31 du township Lash.

ren nee apr dim ie SRE RES Dans la section 29 du township Lash. Crête d'une barre de sable et gravier......................:.. Dans la section 36 du township Lash.

Crête d’une pointe de sable et gravier........... Près du côté est de la section 1 du township Shenstone. Crête d'un cordon littoral Coté est de la section 3 du township Crozier. Crête d'une pointe de sable et gravier Près de la rivière à la Pluie, à 8 milles en aval de Fort Frances. Crête d'une pointe de sable et gravier Dans la section 22 du —. Morley.

Crête d’une barre de sable et gravier Dans la section 28 du township Devlin.

Crête d’une barre de sable et gravier