ETENDUE DES SERIES GRENVILLE

Les séries Grenville apparaissent non seulement avec une grande épaisseur mais encore avec une grande étendue. Elles afHeurent de l’est à l'ouest le long de la frontière sud du bouclier canadien, depuis la baie Georgienne jusque bien au delà de la rivière St. Maurice qui se jette dans le St. Laurent à Trois Rivières. Vers le nord on les retrouve dans les hautes terres Laurentiennes au moins à une latitude égale à celle de Cobalt: toutefois elles ne s'étendent pas assez à l'ouest pour atteindre les districts à formations Keewatin et Huroniennes. Au sud-est le professeur H. P. Cushing les a retrouvées en divers points des Adirondacks et au sud-ouest des sondages profonds exécutés dans la ville même de Toronto jusqu'au delà des assises paléozoiques ont ramené au jour des carottes d’un calcaire cristallin appartenant évidemment à ces séries. L'étendue de ces séries est d'environ 83,000 mille carrés et à ce point de vue on ne peut comparer ces séries dans l'Amérique du Nord qu’à certains des plus grands développements calcaires paléozoïques comme par exemple la dolomie Knox du sud des Appalaches. Sur ces 83,000 milles carrés les séries Grenville n'affleurent pas d'une façon continue: de grandes intrusions de granite et de plagioclasite les ont envahies en bien des points. Tel est notamment le cas de la région des monts Adirondacks où les intrusions 2: particulièrement nombreuses: cette région fut cependar: sans aucun doute recouverte par les séries Grenville.

Il est probable cependant, que la distribution superficic!le des séries Grenville est beaucoup plus grande encore. En bien des points des hautes terres Laurentiennes, bien au delà de ce que nous avons pris iei comme frontière nord des séries Grenville, on trouve des calcaires cristallins et des roches associés avec des

caractères identiques à ceux des séries Grenville -les rives du détroit d'Hudson présentent notamment un énorme développement de ces calcaires. On ne peut pas affirmer actuellement si ces calcaires du nord appartiennent aux même séries Grenville ou non: nous le saurons certainement plus tard lorsque cette grande région du nord nous sera mieux connue. De plus si l'on tient compte de ce fait que les séries Grenville disparaissent partout sous un manteau paléozoique le long de leur lisière méridionale, on peut penser avec quelque raison que les séries Grenville avaient aussi autrefois vers le sud une extension beaucoup plus considérable que maintenant. De toutes façon les observations qu'on a recueillies actuellement montrent qu'elles constituent une des plus grandes séries calcaires de l'Amérique de Nord et en tout cas les plus énormes séries calcaires que l'on connaisse dans le Précambrien.

Lorsque dans les premières années de 1: Commission Géologique du Canada, Sir William Logan fit une étude du Système Laurention dans la Province de Québec, il arriva à la conclusion que ce système, dans cette partie du Canada, consistait en un gneiss fondamental servant de soubassement à une aceumulation considérable de roches sédimentaires métamorphisées constituées principalement par des calcaires: il donna à ces roches le nom de roches de la série Grenville. Plus tard, lorsqu'il fit l'étude du district au nord du lae Ontario, dans l'est de la Province d'Ontario, il trouva une série de roches semblables à la série de Grenville en tous leurs caractères pétrographiques mais beaucoup moins métamorphisée. 11 l'appela également série Grenville, considérant que ces roches représentaient probablement une série Grenvilie dans un état de moindre altération.

On remarqua bientôt que la série d'Hastings, du comté d'Hastings, était traversée par de grands massifs de gabbro et de diorite et qu’elle contenait par endroits des couches de conglomérat ayant quelque ressemblance pétrographique avec les séries Huroniennes que Logan avait rencontrées au sud du lac Huron et ailleurs.

La présence «+ es grandes intrusions basiques et de ces conglomérats amer : ‘quelques auteurs à penser que les séries Hastings étaient peu: être en réalité l'équivalent du Huronien plutôt qu'une phase altérée du Grenville. Cette affirmation

DR laide stat babéds :Gibbe qi pitié

GÉOLOGIE DES RÉGIONS D'HALIBURTON ET BANCROFT, ONT. 39 reste encore une hypothèse, car on n'a trouvé nulle part encore le contact des deux séries et aucune correspondance stratigraphique n'a pu être établie entre elles. De plus, dans les séries Hastings comme dans les séries Grenville, les calcaires sont l'élément dominant: au contraire dans les séries Huroniennes véritables, le calcaire n'apparait qu'avec une importance secondaire,

Dans la région étudiée dans ce rapport, les roches les plus altérées de la feuille d'Haliburton appartiennent indiscutablement à la série Grenville. Elles sont pétrographiquement identiques aux roches de la série Grenville telle qu'on la trouve dans son district d'origine beaucoup plus à l'est, le long de la même lisière du bouclier canadien: elles se relient ainsi d'une façon identique aux gneiss. De même il est certain que les roches beaucoup moins altérées qui se trouvent dans la partie sud-est de la région étudiée dans ce rapport et que l’on voit représentées dans l'angle nord-est de la feuille de Bancroft, constituent le prolongement septentrional des séries dénommées primitivement séries d'Hastings par Logan. L'étude des terrains représentés par la feuille de Baneroft donne donc la clef du problème des relations entre ces deux séries Hastings et Grenville: pour autant, d'ailleurs, qu'on s’en tient à la région étudiée dans ce travail; la différence entre ces deux séries consiste dans un inégal métamorphisme. Le métamorphisme croît en effet d’une façon continue à partir du sud jusqu'aux gneiss du nord en passant par les batholithes d’intrusion; il affecte tous terrains et transforme graduellement les roches à facies Hastings en roches à facies Grenville type. Dans la partie sud, le moins métamorphisée, celle qui renferme peu ou point de granite, on rencontre évidemment beaucoup plus d’intrusion de diorite et beaucoup plus d’amphibolites: mail il est difficile de savoir si ces roches sont beaucoup plus abondantes par rapport aux calcaires associés que dans le district renfermant la série Grenville où calcaires et amphiholites ont été mis en pièces par les batholites granitiques. De plus le métamorphisme croît si graduellement qu’il est impossible de tracer une ligne qui délimiterait deux districts de plus intense et de moins intense altération. S'il y a dans la région deux séries d’âge différent, ces deux séries ne sont pas les séries Hastings et Grenville car ce qui a été appelé la série Hastings n’est qu’une phase moins

altérée de la série Grenville, Enfin on n'a jamais trouvé dans tous les affleurements üe roches stratifiées aueune preuve de discordance comme par exemple une di .rgence de direction.

I existe cependant un fait qui eonduirait à penser qu'il existe dans la région considérée deux séries en discordance, c'est la présence en certains endroits de couches où de banes de conglomérats dont quelques uns sont toutefois d'étendue très limitée. Les conséquences qu'on peut tirer de cette constatation dépendant dans l'ensemble de l’origine de ces roches: sont ce des conglomérats vraiment sédimentaires (épiclastiques) des conglomérats de broyage (autoclastiques) où des conglomérats volcaniques (pyroclastiques). En mettant de côté un certain nombre de gisements qui sont évidemment d'origine autoclastique, il existe dans la région couverte par la feuille de Bancroft sept gisements qui méritent une étude spéciale: nous les décrirons ei dessous,

(D). Monmouth, lot 19, concession VIIL. Ce gisement est le premier qu'on rencontre venant de l’ouest : il se trouve à l'endroit où la route de Monek traverse le lot. La conglomérat affleure avec une épaisseur de 90 pieds au contact oriental d'une longue bande de syénite à néphéline qui traverse la route; on ne retrouve ce conglomérat nulle part ailleurs le long de la bande de syénite. Au point où elle touche au conglomérat, la syénite à néphéline est très pauvre en néphéline, elle ressemble plutôt à une syénite alcaline et est recoupée de dykes pegmatitiques très pauvres en quartz, parfois même dépourvus de quartz. A son contact avec la syénite la série calcaire s'est transformée en un gneiss noir très micacé, contenant souvent un peu de quartzite qui passe rapidement à un calcaire très impur, plissé et contourné, ayant une direction générale N. 30° E. Le ciment du conglomérat est formé du gneiss noir riche en mica dont nous avons déjà parlé; les éléments visibles sont des cailloux subangulaires ou souvent parfaitement arrondis; les plus gros sont des fragments de syénite, les plus petits des cristaux isolés de felspath quelquefois parfaitement ronds malgré leur clivage parfait. Les matériaux qui constituent ces cailloux sont absolument frais et ne présentent aucune trace de décomposition.

L'aspect de cette roche ferait croire, en certains points, à un vrai conglomérat; cette roche n'est cependant pas d’origine épiclastique, car un examen plus détaillé du gisement montre

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que la syénite et les dykes de pegmatite signalés plus haut pénetrent dans les gneiss sous forme d’apophyses et que ces apophyses se disloquent et finalement abandonnent leurs éléments constitutifs sous forme de cailloux et de grains disséminés dans la roche gneissique, L'examen de ce curieux gisement tend done a prouver que le conglomérat ne vient pas de la destruction continentale de roches primitives, mais a été produit par une action dynamique qui déplaça les deux roches le long de leur contact commun: les apophyses envoyées par le syvénite dans le gneiss furent réduites en morceaux probablement à une époque où les deux roches se trouvaient à une haute température,

(2). Wollaston, lot 17, concession IX.—-On trouve là une bande étroite d'une roche renfermant de petits cailloux de quartz, de felsite et d'une amphibolite noire à grain fin; cette bande traverse une route à peu près au milieu du lot et se suit à travers les lots voisins, en diagonale jusqu'en un point près d’une seconde route dans l'angle sud-est du lot 16, concession X. Immédiatement au sud de cette bande se trouve une série d’amphibolites finement zonées, dont quelques uns ressemblent à des felsites; l'ensemble, fortement broyé et plissé, contient de petites veines de calcaire, de dolomie et des quartz.

Un examen attentif de ce gisement conduit à penser que cette bande à inelusions de cailloux est une zone où les mouvements qui ont affecté toute la région ont été exceptionellement intenses, et que les cailloux sont des fragments de bandes plus dures: la structure est d’origine autoclastique.

Wollaston, lot 17, concession III. Ce gisement se trouve sur la route qui relie Coehill au bureau de poste de Ridge. Il affleure près de la lisière de la grande ceinture calcaire qui couvre cette partie du canton de Wollaston et à l’est de la bande ou ceinture d’amphiboilte qui traverse en diagonale ce même canton. C’est à l’ouest de cette même ceinture, mais à peu près à quatre milles plus au nord, qu’affleure le conglomérat que nous venons de déerire. Les terrains sont done des calcaires renfermant en bandes ou en strates des amphibolites. Le conglomérat apparait en couches épaisses; il est formé d’un ciment tantôt siliceux, tantôt calcaire, et d'éléments grossiers comprenant surtout des amphibolites diverses, quelques quartzites et quelques gneiss. Ce conglomérat se trouve associé à des bandes d’amphibolite et

à de nonrbreux massifs d'une roche diositique, probablement d'origine ignée. Plusieurs des bandes d'amphibolite renferment des taches arrondies ou lenticulaires de couleur blanche: ces taches donnent à la roche une apparence de structure amygdaloidale,

On a fait un examen microscopique de plusieurs de ces cailloux d’amphibolite et de l'amphibolite à structure d'apparenee amygdaloïdale et on a trouvé que ces deux séries d'échantillons représentaient une même roche dont l'abondance relative des éléinents constitutifs et dont la structure ne présentaient que des variations secondaires d'un spécimen à l'autre. Cette roche est formée de hornblende, biotite, feldspath (probablement plagioelase bien qu'on ne voie aueune macle) et épidote; les cristaux sont ordinairement petits, idiomorphes: on rencontre toujours un peu de magnétite et en certains échantillons de la caleite. Les dimensions du feldspath sont comparables dans toutes les directions, de sorte que la roche a l'aspect d’une mosaique; la hornblende apparait en grosses aiguilles, en gerbes ou en rameaux: de même aussi la magnétite apparait en cristaux dendritiques. La rocne a une structure foliacée plus ou moins prononcée. Dans les spécimens à structure pseudoamygdoidale, les amygdales n'étaient que des plages ocellaires dans lesquelles la roche, dépourvue de hornblende et de biotite n'était constituée pratiquement que de feldspath: ces plages renferment souvent un ou deux individus de tourmaline. Les cailloux sont aplatis, surtout lorsque le ciment est calcaire; leur diamêtre dépasse rarement un pied, et en règle générale il est beaucoup moindre.

Il est bon de remarquer que la bande calcaire qui renferme ce conglomérat se retourne À cet endroit presque à angle droit: ce crochet se voit sur la feuille de Bancroft. Un examen attentif du gisement montre clairement qu'une partie du conglomérat est certainement d'origine autoclastique et résulte du laminage et del’étirement des bandesd'amphibolite que contient le calcaire, Les mouvements de terrains ont été certainement très grands, quelques cailloux ont deux pieds de long et seulement un pouce ou deux de large. D'autres ont été laminés sur place et ont donné naissance à plusieurs petits amas de ca oux. Il a été cependant impossible de prouver que toutes les j arties de ce conglomérat sont d’origine autoclastique.

Canton de Tudor, lots 9 à 19, concessions XVIL, XVIH et IN. -Texiste là, dans ls série calcaire amphibolite du nord du canton de Tudor deux petites nonsses de granite entre lesquelles apparaissent des roches ressemblant dus où moins à des conglomérats: en certains points les cailloux y sont abendants; en d'autres ils sont très clairsemés. La présence de masses granitiques dans le voisinage de ee conglomérat fait penser que le granite représente peut être une ameienne terre dont proviendraient les éléments granitiques grossiers du conglemérat.

Cette partie de la région que nous étudions à été reportée sur la carte par le Dr, A. E. Barlow qui a mis en lumière les relations géologiques de ces divers gisements. Dans un mémoire subséquent il s'exprimait ainsi au sujet du massif granitique du l'est!

“Le contour de ee batholithe est ovals dans l'ensemble mais irrégulier dans ses détails: il présente une série de baies remplies

ar des affleurements de roches elastiques et quelques petits promontoires, Ce massif s'étend sur le nord de ln concession EX de Tudor et le sud de la concession F de Limeriek: de l'est l'ouest il s'étend du lot 16 de Tudor jusqu'au lot 9 du même canton. La région qu'il oceupe se manifeste par un caractère sauvage et désolé: elle présente, cotime c'est ordinairement le cas, une série de collines basses à ‘orne arrondie, séparées quelquefois par des gorge: :rofonde ‘autres fois par des marécages. La roche est sue 21

de la viande blanche donnant sous l’action des agents atnr:

à un granite ordinaire et se l #0 colle par la plupart des observateurs: toutef.. it © c'est le feldspath plagioelose qui est de beaucou: #it le plus abondant: l'élément ferromagnésien dominu:: * + hornblende, puis vient un peu de biotite altérée en chlorite. Uette roche doit donc être classée parmi les diorites dont elle représenterait un type assez acide. On trouve, associée à cette roche, une gabbro-diorite massive qui provient sans doute d'une différenciation du même magma: les éléments colorés présentent la bordure verte foncée

rt le centre vert clair caractéristiques des hornblendes s'ouralitisent :

‘On the Origin of some Archœæan Conglomerates. The Ottawa Naturalist, February 1889. Vol. xi, pp. 205-207. Planches vi-ix.

de, dent la couleur ile devient blanche il nu elle ressemble

qui le pyroxème primitif est par contre complètement

transformé. Plusieurs individus semblent passer à l’actinote et certaines plages ou poches associées aux phases les plus acides de la roche sont plutôt des amphibolites types où la hornblende et les autres minéraux constitutifs ont subi une déformation et une dislocation plus intenses.

“C'est sur le lot 13, concession XIX de Tudor, à peu de distance au nord de Beaver creek que l’on découvrit d'abord ces prétendus conglomérats. On trouva là, au pied des falaises dioritiques qui forment le flane nord de la vallée du Beaver creek, quelques fragments angulaires de ce conglomérat, provenant évidemment d'un bane peu éloigné et que la glace avait sans doute charriés. On chercha et on trouva bien vite le conglomérat en place qui formait une bande étroite, complètement encaissée dans la masse éruptive et qui s'étendait non seulement à travers tout le lot 13 mais dans une portion «les lots voisins de l’ouest et de l'est. Une exploration plus complète fit bientôt découvrir d'autres affleurements sur les collines qui dominent au nord la station de Gilmour (lots 11 et 12, concession XVTIT). Sur le lot 12, concession XIX de Tudor, on voit afHeurer le calcaire cristallin bien eonnu au contact de cette même diorite d'apparence granitique. Le contact de ces deux roches est extrêmement irrégulier et déchiqueté: des coins calcaires remplissent les erevasses de la diorite, tandis que des pointes de diorite percent le calcaire. Les extrémités de ces pointes dioritiques ont été brisées par les mouvements que les \rrains ont subis et le calcaire renferme maintenant à des distance assez grandes du massif éruptif primitif toute une série de blocs dioritiques arrondis et entièrement séparés les uns des autres. En d’autres points, et probablement à des distances moindres du batholite, les calcaires sont envahis par une série de dykes plus où moins parallèles, le plus souvent d'origine et de structure pegmatitique. L'extrème dislocation de ces bandes fragiles ou de ces dykes donne naissance à des roches autoclastiques qu'il est impossible de distinguer dans bien des eas des conglomérats clastiques ordinaires.”

Le mémoire du Dr. Barlow contient également d'excellentes photographies montrant le passage de ces dykes en un conglomérat autoclastique.

Ces gisements furent visités en juillet 1906 par un Comité International nommé à l'effet d'étudier les relations entre les

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divers terrains précambriens connus dans les Adirondacks, le plateau Laurentien et l'est de l'Ontario. En ce qui concerne ces conglomérats, le comité fit le rapport suivant : —

“Le comité pense que ces conglomérats sont en partie d'origine autoelastique et probablement en partie aussi d'origine volcanique: ils représenteraient des tufs provenant de centre éruptifs dont les massifs granitiques voisins seraient les vestiges. Le temps dont disposait le comité ne lui permit pas de faire un examen détaillé des conditions statigraphiques de ces conglomérats, mais Messieurs Cushing et Adams purent après la visite du comité se rendre à nouveau sur le terrain et examiner les conglomérats. Ils constatèrent que ces conglomérats étaient interstratifiés dans les calcaires et par suite étaient du même Âge que ces roches: en s'approchant vers l’est, des massif granitiques, ils constatèrent également que les terrains étaient affectés de plissements très aigues, dus sans aucun doute à leur écrasement contre la masse de granite, Cette masse elle même dut avoir une action métamorphisante de contact extrèmement intense sur les terrains encaissants car les calcaires adjacents ont été transformés sur une épaisseur d'au moins 106 pieds en une roche vert rougeâtre composée d'un mélange d'épidote, grenat, pyroxène, et autres minéraux. Le comité est done d'avis que ce conglomérat s'est formé in situe et n'a aucune signification stratigraphique.""!

Le comité constata de plus, que le massif granitique de l'ouest envoyait des dykes et apophyses dans les séries calcaires environnantes et qu'il était par suite comme le massif de l'est, d'origine intrusive et d'âge postérieur à celui des calcaires.

On trouvera plus loin (p. 127) la description d’un granite à facies aplitique qui forme les rives du lae Pine dans le sud de Cardiff. Immédiatement au delà de l'extrémité sud du lac Pine (sur le lot IS, concession I de Cardiff) ce granite fait place à une série de roches composées de calcaires d'amphibolites et de bandes de quartz interstratifiés qui plongent sous de grands angles en s'éloignant du granite. A une distance de 1,000 pieds à partir du granite, distance comptée normalement à la direction couches, un bane de conglomérat de neuf pieds d'épaisseur apparait. Ce banc se trouve encaissé dans une bande de quartzite en concordance apparente avec les couches: sa direction est

des

‘Journal of Geology. Vol. xv, No. 3, 1907, p. 202.

N. 15° E. et son pendage est de 40° E. (plongement s'écartant du granite). Ce conglomérat fait place à son tour à une série de roches parfaitement stratifiées formées surtout de calcaires et de quartzites analogues aux ealeaires et quartzites précédents. Cette série épaisse de 1,250 pieds renferme des roches ressemblant à des laves et à des cendres volcaniques très altérées danse lesquelles on rencontrerait, par places, une sorte d'arkose Plus à l'est encore, vers Paudash creek, la pays se couvre de bois épais et les affleurements isolés que l'on rencontre montrent encore des roches analogues mais sans conglomérats.

Partout où la roche qui ressemble à un quartzite affleure au dessus du conglomérat, elle présente sur sa surface altérée par les agents atmosphériques de petites cavités irrégulières analogues aux scolithes, et dont l'origine est incertaine. Par endroit elle semble présenter des plans de fausse sédimentation. Dans l'ensemble, toute cette série est bien stratifiée, et en certains points assez fortement plissée pour que les couches se retournent brusquement sur elle mêmes.

Les gros éléments du conglomérat sont quelquefois ronds mais, le plus souvent, ils sont aplatis parallèlement à la direction des couches où allongés parallèlement à la direction des couches où allongés parallèlemest au per lage. Dans le but de déterminer clans ces éléments la quantité relative de chaque variété de roche on a cempté et classé les cailloux que l'on voyait apparaître dans le conglomérat en deux grands affleurements.

ler affleurement | 2ème affleuren ent

pour cent pour een‘

Granite rose à grain fin ? 78 9 75 0 Granite gris E:1 0 6 Granite à plus gros grain. : 10 \mphibolite à écailles de hotite 13 0 Roche pyroxénique verte 5.0 3 Caleaire | IS 5 7.

Les cailloux de granite à grain fin ressemblent d'une facon frappante au granite que l'on rencontre à l'extrémité du lac Pine et Famphibolite est analogue à celle que Fon trouve en profondeur sous le eonglomérat: la roche pyroxénique verte est semblable à celle que le métamorphisme dû au granite a fait naître dans les séries caleaires de la région: les cailloux de calcaire