LA ZONE MÉRIDIONALE

L'aire embrassée par la carte spéciale qui accompagne ce rapport comprend la partie septentrionale du grand massif de micaschiste indiqué comme Coutchiching dans le rapport de 1887.

Le bord septentrional de cette terrane est en contact avec la ceinture principale Keewatin du lac La Pluie, le long d'une ligne qui s'étend de l'est à l'ouest à travers la région de la carte. Ce fut l'examen de cette ligne de contact, particulièrement dans le voisinage de la baie Rat Root et au lac Shaol sur la Seine, qui détermina le comité international à conclure que les relations stratigraphiques du Coutchiching et du Keewatin étaient justement l'opposé de ce que j'en disais dans mon rapport de

L'extrait suivant du rapport du comité cité avec approbation par le Service géologique! des États-Unis, exprime clairement les vues exprimées par ceux qui me critiquent:

“Dans le district du lac La Pluie, nous fimes des observations sur les relations des diverses formations le long de la ligne de section, à l'extrémité orientale du lac Shoal, et à nombre d'autres localités. Mous avons constaté que du long de la ligne de section la mieux étudiée, les relations sont claires et distinctes. Les schistes Coutchiching forment la plus haute formation. Ceux-ci sont une série de schistes passant en descendant à des schistes chloritiques et hornblendiques verts, indiqués sur la carte, par Lawson, comme Keewatin, et qui passent dans un conglomérat connu sous le nom de conglomérat du lac Shoal. Ce conglomérat re sur des schistes verts et des granites connus comme granites du Bad ermilion, Il contient un grand nombre de gros fragments bien roulés de roches qui forment la base d'une série sédimentaire. Il est certain que dans cette ligne de section le Coutchi-

1 Mon. LII, P. 147, 1911.

ching est stratigraphiquement plus élevé 8 les schistes chloritiques et les conglomérats cartographiés comme étant du Keewatin. Du côté sud de la baie Rat Root il y a une grande zone de conglomérat dont les fragments dominants consistent en schistes verts et en greenstone qui contiennent aussi beaucoup de granite. Nous n'avons pas visité la zone principale, citée par Lawson comme étant du Keewatin, sur la carte du lac La Pluie, constituant une grande portion des parties nord et centrales de ce lac. Cependant celle-ci avaient été visitées par Van Hise, dans une année précédente et il considéra que ces aires étaient semblables aux aires de schistes verts pénétrées par du granite au lac Bad Vermilion où les schistes et les granites sont de la source de galets et de cailloux du conglomi #

Les vues ainsi exprimées sont si positives que dans mon nouvel examen du champ d'exploration j'étais préparé À constater que ma première interprétation relativement aux relations des deux séries était erronée. Je crus que, lorsqu'un groupe d'hommes scientifique agissant en une capacité judiciaire revisant les travaux d'un collègue, pouvaient décider unanimement que la série Coutchiching était au-dessus du Keewatin, il dût y avoir des preuves bien convaincantes et non équivoques établissant ces relations. Je n'ai pas réussi cependant à trouver cette preuve. Tous les faits que j'ai été à même d'étudier sont parfaitement compatibles avec la superposition du Keewatin sur le Coutchiching établie par les coupes de Rice Bay et de Bear Passage.

Le principal argument avancé par le comité international en faveur de la superposition supposée du Coutchiching sur le Keewatin est basé sur la signification du conglomérat qui survient au lac Shaol et à la baie Rat Root. Dans mon rapport de 1887, j'ai placé ce conglomérat à la base du Keewatin. En cela, j'ai fait erreur. Les observations faites par ces messieurs du comité international les ont amenés à conclure que ce conglomérat est du post-Keewatin puisqu'il contient des cailloux de roches Keewatin, et maintenant je suis absolument de leur avis. Ils sont allés plus loin cependant et ont affirmé que le congloimérat était à la base du Coutchiching, ce dont il m'est impossible de convenir comme étant une affirmation basés sur des observations ou des faits découlant d'observations faites. Si cette affirmation du comité est bien fondée, les conglomérats devraient se présenter entre les roches Keewatin et Coutchiching sur la ligne de contact qui s'étend le long du côté nord de la Seine et de là vers l'ouest à travers le lac La Pluie, jusqu'au

voisinage de la baie Rat Root. On pourra voir jusqu'à quel point cela est vrai par le compte rendu suivant des conditions qui existent à ce contact, où il est possible de faire des observations au sein même du terrain y compris le lac Shaol et la baie Rat Root. Nous suivrons le contact vers l'ouest en commençant dans la contrée à l'est du lac Shaol, un peu au-delà des limites de la carte.

Du côté sud du lac Wild Potato il y a un petit creek qui vient du sud à peu près un demi mille à l'ouest du méridien 92° 30’, tel qu'il est tracé sur la carte de 1887. A un demi mille en remontant ce ruisseau, il y a une chute par dessus l'affleurement d'un dyke de diabase. La rive sud du lac Wild Potato et la contrée au sud sur un demi mille au-delà de cette chute d'eau, est occupée par des quartzites, des ardoises et des £'auwackes de la série de la Seine. Ceux-ci sont suivis au sud par une ceinture de Keewatin exposée dans une crête dénudée et proéminente, d'à peu près 6 chaînes de large. Les roches formant cette crête sont des schistes de greenstone et des schistes chloritiques ayant une allure de 78° et une plonge verticale. Immédiatement, en contact avec ces roches Keewatin, sur le flanc sud de la crête, sont les micaschistes Coutchiching, qui ont le même plongement et la même allure, et de là, les roches s'étendent vers le sud à une distance indéfinie. Le contact est exposé d'une manière si tranchée et si nette qu'une personne peut se tenir debout avec un pied sur le Coutchiching et l'autre sur le Keewatin. Il n'y a aucune trace de conglomérat, ni aucune preuve de discordance produite par l'érosion. Le plan de contact est parallèle à la schistosité des roches sur chaque côté. Cette même zone du Keewatin s'avance vers la Seine juste en haut du lac Wild Potato du côté sud du lac Partridge Crop (lac Piniemuta) et encore en amont de Sturgeon Falls avec les roches de la série de la Seine situées au nord du lac.

Du côté méridional du lac Shaol, une ligne d'exploration menée par mon aide, M. H.-C. Cooke, à partir d'un point à peu près au sud de Bell City rencontra cette même zone Keewatin à de 55 à 70 chaînes au sud du rivage du lac. Au nord de la zone Keewatin sont déposés des grès caillouteux, des quartzites et des grauwackes de la série de la Seine, et du côté sud, les

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micaschistes Coutchiching. A près d'un mille et demi à l'est de cet endroit, une autre ligne parallèle a été menée par M. Cook, mais l'endroit où devrait apparaître la zone Keewatin est occupé par une savane bordée au nord par des roches de la série de la Seine, au sud par des micaschistes du Coutchiching. Et puis une autre ligne d'exploration que j'ai faite deux milles à l'est de cette dernière, rencontra une zone de marécage et de drift glaciaire d'à peu près un demi mille de largeur entre la série de la Seine et du Coutchiching, celle-ci affleurant en micaschistes types ayant une allure de 75° et un plongement vertical en un point à environ un mille et demi au sud de la Seine.

A l'embouchure du ruisseau qui se déverse dans la Seine, juste à l'est du portage de la rivière Rat Root, la zone Keewatin est encore exposée, avec les grès caillouteux et les quartzites de la série de la Seine, au nord, et les micaschistes types au sud. L'allure des roches est est-ouest, et le plongement se départit un peu de la verticale. A partir de ce point, allant à l'ouest, les roches Keewatin occupent le côté sud du lac Grassy sur une distance de trois milles, et comprennent les greenstones, les schistes verts et les schistes chloritiques. De courtes traverses allant vers le sud à partir du rivage du lac révèlent le micaschiste Coutchiching immédiatement au sud du Keewatin. On ne trouva nulle part aucun conglomérat au contact des deux séries, mais les conglomérats, quartzites, et autres éléments de la série de la Seine affleurent à plusieurs endroits sur le côté nord du lac Grassy et près de la zone Keewatin. A l'ouest de la plus basse extrémité du lac Grassy, le long de la Seine, les affleurements sont si faibles que nous n'avons pu obtenir que peu d'information au sujet des deux séries, mais il paraîtrait que le conglomérat de base de la série de la Seine, lequel repose entièrement sur le lac Shaol dans le territoire Keewatin, traverse obliquement jusqu'au contact entre le Keewatin et le Coutchiching. C'est là sa position sur une distance de deux milles du côté nord du lac Cliff. C'est le seul endroit que je connaisse où le conglomérat repose vraiment entre le Coutchiching et le Keewatin, et le seul endroit auquel, pris seul, il pourrait être interprété comme étant un conglomérat de base Coutchiching. Mais cette interprétation est tellement incompatible avec tant d'autres

coupes transversales du contact Coutchiching et Keewatin et avec la distribution générale des conglomérats dans le territoire Keewatin, qu'il est bien probable que l'interprétation suggérée soit erronée. La position du conglomérat au lac Cliff peut être facilement expliquée par la supposition qu'une alluvion graveleuse, laquelle se serait en grande partie, répandue par-dessus les roches Keewatin, à cet endroit, et aurait recouvert le contact entre le Coutchiching et le Keewatin et se serait subséquemment trouvée enveloppée et schistifiée au temps de la déformation mouvementée de cette région. D'après cette hypothèse, les conditions seraient alors tout à fait analogues à celles du lac Steeprock où, tel que nous l'avons démontré, ! le conglomérat de base de la série Steeprock se répandit à travers le contact entre le gneiss granitoïde (laurentien) et le Keewatin, et, subséquemment se replia en attitudes verticales entre ces deux séries de roches: Smyth? dans sa description de la géologie du Steeprock ne reconnaît pas ce replissement, il inclut le Keewatin avec la dernière série et considère que le conglomérat plonge indéfiniment au-dessous de l'assemblage combiné. Une conception aussi erronée de la structure pourrait bien surgir au sujet du lac Cliff, si les conditions en étaient examinées sans considération de l'information disponible dans d'autres coupes.

Une autre illustration du replissement d'un conglomérat au contact de deux formations différentes, toutes deux plus anciennes que le conglomérat, est présentée par le conglomérat de la Seine, au lac Shaol, tel que je le démontrerai plus loin.

A l'ouest du lac Cliff il n'y a pas d'affleurements du conglomérat sur une distance de plusieurs milles, mais, sur la côte orientale de la baïe Bleak et sur quelques-unes des îles zu nord de cette baie, les roches Keewatin sont suivies au sud par une formation détritique qui représente indubitablement l'horizon du conglomérat et les roches suivantes que l'on cbserve au sud, sur les côtes et les îles de la baie Bleak, sont de véritables micaschistes Coutchiching.

Au-delà de la baie Bleak à l'ouest, le contact du Couxchiching, et du Keewatin, est caché par les eaux du lac La Pluie,

1 Ministère des mines, Comrnission géologiques, Mémoire 28, 1912. 1 Géologie structurale du lac Steeprock, Am. Jour. Sci., 142, p. 317 et seq. 1891.

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sur une distance de près de 8 milles. On l'observe ensuite, sur les côtes du Minnesota, un peu à l’ouest de la ligne entre les comtés St-Louis et Itaska, d'où il contourne la rive occidentalement sur une distance de 2 milles #, jusqu’à l'entrée de Black Bay. Les conditions, au contact des deux séries, sont très semblables à celles des îles Armot et de Sand Point, et la ligne indiquée sur la carte comme borne doit être choisie plus ou moins arbitrairement dans une pareille zone de transition. Au sud de la ligne adoptée, les roches sont proéminemment du micaschiste fortement altéré et ayant une allure est-ouest et un prolongement approximativement vertical. Au nord de cet endroit il y a des lits alternatifs de schistes chloritiques, de phyllades grises, et de schistes quartzeux avec des schistes de greenstone, sur quelques-unes des îles près du rivage. Jl n'y a pas de conglomérat au contact; mais les roches Coutchiching, au sud, sont notablement plus cristallisées et plus métamorphosées que celles du Keewatin, au nord; et l'on se base sur ce fait pour décider ou tirer la ligne entre les deux séries. En le suivant vers l’ouest, à travers l'embouchure de la Black Bay, le contact se trouve entre un groupe de trois petites îles et le rivage continental. Les îles sont composées de schistes de greenstones Keewatin types; les roches du rivage continental, à quelques chaînes au sud, sont des micaschistes Coutchiching types. Un demi mille à l'ouest des îles, le contact croise encore le rivage continental avec les schistes Keewatin, au nord, et les schistes Coutchiching, au sud. Il n'y a pas de conglomérat ni aucune autre preuve de discordance due à l'érosion au point de contact. A un peu moins d'un huitième de mille au nord du contact, audelà de la zone du Keewatin on trouve le conglomérat; mais ainsi que nous le démontrerons plus loin, il repose sur une auge synclinale dans l'aire du Keewatin, justement comme au lac Shaol. Un mille et quart à l'ouest, la zone du Keewatin qui intervient entre le Coutchiching et le conglomérat est encore visible au fond de la petite baie, exactement à l'est de la ligne entre les concessions XXII et XXIII, et aussi à l'embouchure du creck qui se déverse dans le lac au sud du détroit Grassy. Vers l'ouest à partir de ce creek, la contrée est basse et marécageuse. On ne connait pas d'autres affleurements.

Les conclusions générales tirées de la considération des conditions susceptibles d'être observées au contact des terrains du Coutchiching avec la zone Keewatin du lac La Pluie central sont :—

(1) Il n'y a aucune preuve de la superposition du Coutchiching sur le Keewatin.

(2) Le conglomérat post-keewatin que l'on supposait être la base du Coutchiching est en grande partie bien enfoncé dans le Keewatin, et non pas au contact des deux séries.

(3) Le conglomérat antérieur au dernier plissement qui s'est opéré dans cette région, repose indifféremment, en travers des roches Keewatin et Coutchiching, et le conglomérat qui apparaît au contact, sur le lac Cliff, s'explique par la présence d'un synclinal replié.

(4) En admettant cette hypothèse relativement au lac Cliff et non en ce qui concerne tous autres points sur le contact, les conditions sont parfaitement compatibles avec l'idée de la supe-position du Keewatin sur le Coutchiching telle qu'établie par les coupes de Rice Bay et de Bear Passage.

Un nouvel examen de la coupe du Coutchiching au sud et sud-est de la baie Bleak jusqu’à la baie Cormorant, fait par mon aide le Dr. R. C. Wallace, confirme mon interprétation au sujet de la structure, telle que je l'ai donnée dans mon rapport de 1887. Sur le lac Cliff et sur les rives de la baie Bleak le plongement des roches Coutchiching diminue en allant vers le sud à travers l'allure, depuis la verticale jusqu'à 70°N. A la pointe Alléluia il est de 55°N. Dans le parcours du mille suivant, en travers de l'allure il diminue à 35°, et à partir du détroit jusqu'à la baie Cormorant, il diminue à 15° et en certaines parties il est presque plat. 2 la bic Cormorant jusqu'à la pointe Deer’s Horn le plongement varie de 20° à 55°. Sur quelques-unes des îles, entre la pointe Deer's Horn et la pointe Vague il y a une intrusion granitique et de laquelle en allant vers le sud, le plongement est sud. Dans le rapport de 1887 j'ai interprété la ligne des changements de plongements comme étant un axe anticlinal, et je n'ai aucun motif de changer d'opinion. Les roches entre cet axe et la Seine occupent structuralement le flanc nord du pli anticlinal des micaschistes et des paragneiss

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stratifiés et l'épaisseur de la couche est d'à peu près 4 milles à. La principale objection que l'on a posée à cette interprétation est la grande épaisseur de la couche. Mais quand nous comparons cette couche avec les 29,000 pieds (ou 5 milles 4) de grès monotones, et d'argile schisteuse dans la coupe crétacée de la Californie, il m'est impossible de croire que cette épaisseur excessive puisse servir d'argument contre mon interprétation au sujet de la structure.

L'absence d'aucune objection sérieuse dans l'implication claire des plongements tels qu'observés au sujet des roches Coutchiching entre la baie Bleak et la baie Cormorant, rendent inévitable la reconnaissance de cette zone de strates comme étant le flanc nord d'un pli anticlinal. Conséquemment les roches Coutchiching sont sous le Keewatin. Cette conclusion sera confirmée lorsque nous démontrerons plus loin, que la structure du Keewatin vers le nord est synclinale.

NOTES PÉTROGRAPHIQUES.

Sur le côté sud de Lower Rice Bay, l'on a pris de nombreux échantillons représentatifs de micaschistes Coutchiching, pour les examiner pétrographiquement.

L'un de ces schistes est d'une fine texture de mica gris avec un éclat prononcé sur ses surfaces de clivage. En l’examinant au microscope, ce schiste se révèle en plaques minces comme une mosaïque de quartz et de biotite brune dans la proportion de trois pour un, et ces deux minéraux forment les quatre cinquièmes de la roche. L'autre minéral important est du zoïsite qui paraît être très abondant. Il apparaît partie en prismes bien définis mais irrégulièrement terminés et partie en granules allotriomorphes. Le minéral ainsi identifié a une double réfraction très basse, mais une haute réfraction. Ce schiste est biaxial et positif à la vue, avec un allongement négatif. Il a un clivage parallèle à l'allongement et la ligne d'extinction en est approximativement droite. Le zoïsite s'accompagne aussi d'épidote et l'on y trouve, ici et là, des cristaux d'apatite, de titanite, de pyrite, et des traces de chlorite et de calcite.

La biotite est disposée avec son clivage parallèle au plan de schistosité et elle a son plus grand allongement dans ce plan.

Un autre échantillon offre la même apparence générale que le micaschiste gris type, mais les paillettes de mica qui refêtent la lumière des surfaces de clivage sont plus grandes, et ces surfaces ont une apparence distinctement lustrée.

En plaque mince cette roche est aussi une mosaïque de quartz et de biotite, mais cette dernière est d'un vert olive plutôt que brune dans des positions d'absorption maximum. La roche contient du zoïsite, mais pas autant que dans l'échantillon précédent. Ce défaut de zoïsite est cependant compensé par l'abondance de grenat pâle, couleur de vin. Ce minéral ne démontre aucun idiomorphisne, mais il apparaît sous forme de lentilles et de granules allongés, disposés parallèlement à la schistosité. Les bornes sont allotriomorphes au quartz et à la biotite également. Il y a peu de granules de pyrites dans la roche, et l'on y remarque occasionnellement un cristal d'épidote.

Un autre échantillon est un mica gris de fine texture ayant une apparence laminée et des protubérances verruqueuses sur sa surface exposée à l'air.

Vue au microscope, la roche a l'apparence d'une mosaïque formée principalement de quartz, de feldspath, et de biotite brune, avec une structure parallèle bien prononcée ‘ausée par la disposition en strates de la biotite. Le feldspath domine le quartz et comprend l'orthoclase, le microcline et l'albite. Il y a beaucoup de muscovite ave la biotite. Le grenat se trouve en gros morceaux anèdres, et il y a de la magnétite, mais moins de pyrites. Il y a de la zoïsite, de l'apatite, de la titanite, mais en petite quantité. «Les protubérances verruqueuses, que que l'on constate sur les surfaces décomposées, sont indubitablement des nids de cordiétrite, laquelle constitue peut-être 10 pour cent de la roche.

Au débouché de Rice Bay du côté nord, la roche est un micaschiste gris grenatifère à grain fin. Vue au microscope, la roche paraît contenir principalement du quartz, de la biotite verdâtre et un peu de feldspath, de granite et de clinozoïsites. Le feldspath comprend de l'orthoclase, du plagioclasite acide, dont une partie est kaolinizée. Le grenat se trouve ordinaire-

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ment dans des anèdres irréguliers ordinairement allongés et les plus grands de ceux-ci ont une structure poëcilitique due à l'inclusion de petits grains de quartz. Les plaques de mica ont une orientation parallèle marquée et sont allongées dans le plan de schistosité, mais le feldspath et le quartz se trouvent dans une mosaïque qui ne décèle aucun aliongement.

Interstratifiées avec les schistes gris à fine texture ci-haut décrits, il y a des bandes de micaschistes plus grossiers dans lesquelles les paillettes de mica varient d’un à plusieurs millimètres de diamètre, et donnent aux roches une apparence pailletée sur toutes les surfaces de fracture. Nous donnons ci-après des notes sur trois de celles-ci.

L'un des échantillons en question est un schiste gris pâle dans lequel ies feuilles de mica sont en grande partie d'un blanc argenté. En coupe mince la roche paraît consister essentiellement en un aggrégat de quartz, de biotite brun pâle et de muscovite incolore. Les deux micas sont grandement allongés dans le plan de clivage du schiste et sont en général très minces dans la direction transverse à leur propre clivage.

Le deuxième échantillon a une teinte verdâtre et présente une fracture de clivage grumeleuse et inégale. Les feuilles de mica sont tordues d’une manière irrégulière. En coupe mince les roches consistent principalement en un agrégat de quartz, de biotite verte, de muscovitr, avec du plagioclase acide. Le muscovite apparaît non seulement en larges feuilles mais aussi en nids montrant, dans l'ensemble, un effet de polarisation entre nicols croisées, comme si c'était un pseudomorphe du feldspath. Il y a considérablement de chlorite membraneuse comme résultat de l’altération de la biotite. La structure schisteuse, en plaque mince, est confuse et irrégulière.

Le troisième de ces micaschistes grossiers a, sur sa surface décomposée, une apparence du foncé au noir, et en cassure fraîche le mica est d'un noir rouilleux. La surface exposée à l'air est plus ou moins trouée par la disparition des parties plus molies de la roche.

Vues au microscope les roches paraissent être une agrégation de biotite brune, de muscovite et de quartz, ce dernier étant en plus petite quantité que le mica. L'ensemble de la

roche a une texture grossière et la structure schisteuse est rudement développée, mais en plaques minces on aperçoit des aires ovales, avec grand diamètre d'un demi pouce, composées des mêmes minéraux à plus fine texture et, aussi du minéral clinozoisite en prismes gros et robustes.

Interstratifiées avec le micaschiste de Lower Rice Bay, se trouvent occasionellement des bandes de schistes hornblende, À fine texture et d'une surface noire brillante, et de minces lentilles de quartz disposées parallèlement à la schistosité. L'une de celles-ci, en coupe mince, paraît être de la mesaique de quartz et de hornblende verte à structure laminée due à l'alternance des bandes riches en hornblende et de bandes composées principalement de quartz.

La hornblende est en grande partie allongée dans le plan de schistosité mais elle y est souvent transverse. IT y a un peu de biotite brune dans la hornblende. On trouve de la magnétite en petits granules disséminés dans la roche.

Ur peu au nord du débouché de Rice Bay, sur la rive ouest, les micaschistes sont interstratifiés sur un lit d'à peu près 10 pieds d'épaisseur et sont d'un caractère particulier; ils plongent vers l'ouest sous un angle de 40°. Ce lit est distinct des micaschistes au-dessus et au-dessous, en raison de son aspect massif et non schisteux, mais il est d'une lamination irrégulière. La roche possède la texture d'un grès durci, elle est de couleur grise tachetée de jaune verdâtre, ce qui est dû à l'abondance de l'épidote. En quelques endroits, il paraît être grenatifère, et en d’autres pyritifère. Il est remarquable qu'il n'y ait pas de mica ici, En plaque mince, la roche est de composition fortement feldspathique. Dans l'une des plaques elle apparaît composée principalement de quartz, de plagioclase acide frais, et d'épidote avec beaucoup de titanite en grains épars, de rares prismes de hornblende et un peu de calcite.

Une autre plaque ne décèle que très peu de quartz, vu que la roche est composée presque entièrement de plagioclase acide et d'épidote avec une quantité assez abondante de hornblende en prismes verts qui reposent obliquement sur les bandes dans lesquelles F'épidote est disposé. IP y a de la titanite, mais pas

abondamment. La lamination de la roche paraît être dûe à la

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