Stratigraphie holocène et application d'un modèle séquentiel de vallée de fjord pour la vallée de la rivière Matane, Est-du-Québec, Canada

摘要

La rivière Matane est une rivière à gravier de la portion nord-ouest de la péninsule gaspésienne, tributaire du fleuve Saint-Laurent. Elle s'écoule dans une vallée glaciaire encaissée dans le roc et dans les dépôts meubles. À l'ouverture d'une baie de vêlage dans l'estuaire du Saint-Laurent au début de l'Holocène, la vallée de la Matane était occupée par une langue glaciaire rattachée à une calotte glaciaire appalachienne. Cette langue glaciaire était en contact avec un haut niveau marin, correspondant à la Mer de Goldthwait qui atteint une altitude maxima le de 105-100 mètres au-dessus du niveau marin actuel (n.m. a) dans la région de Matane. La fonte de la langue glaciaire permit de mettre en place des dépôts de contact glaciaire à l'embouchure de la vallée, soit une moraine frontale et un vaste épandage deltaïque, et sur les pourtours de la vallée, sous la forme de terrasses de kames. Le retrait de la langue glaciaire favorisa la pénétration de la mer, transformant ainsi la vallée de la Matane en un fjord. Cette pénétration est marquée par la présence de dépôts argileux contenant des coquillages marins, à la surface de terrasses de kames, jusqu'à 7 kilomètres dans la vallée. Dans la portion aval de la vallée, entre le huitième et le dixième kilomètre, deux segments de terrasses fluviales ont été étudiés pour comprendre l'évolution des conditions hydro-sédimentaires dans la vallée incisée de la rivière Matane en réponse aux phases transgressives et régressives holocènes. Des analyses stratigraphiques, des images LIDAR à haute résolution, des analyses d'isotopes et d'éléments stables et la compilation de datations au radiocarbone ont permis de déterminer une séquence comprenant quatre environnements sédimentaires distincts : une unité sous-glaciaire (Unité I) et prodeltaïque (Unité II), des lits frontaux deltaïques (Unité III) et unité fluviale (Unité IV). L'unité sous-glaciaire est composée de graviers grossiers stratifiés et imbriqués, reposant sur un roc poli. L'unité sédimentaire prodeltaïque consiste en des rythmites de sables grossiers à fins comprenant un nombre élevé de blocs de délestage et des déformations intraformationnelles. Elle fut mise en place par des courants hyperpycnaux dans un bassin alimenté par les eaux de fonte glaciaire et des écoulements fluviatiles très dynamiques lors du retrait de la langue glaciaire. L'unité de lits frontaux deltaïques consiste en des lits obliques graveleux avec un pendage élevé et une orientation dans le sens actuel de l'écoulement de la vallée. Une phase de stabilité ou une transgression de faible amplitude du niveau marin, tel que suggéré par une falaise d'érosion sur l'épandage deltaïque à la côte, aurait permis la construction d'un delta de type Gilbert dans la portion amont du bassin occupant la vallée. L'unité IV est composée de graviers grossiers, stratifiés et imbriqués, formant le haut des terrasses étudiées. Les faciès de l'unité IV suggèrent que la dynamique fluviale était caractérisée par un transport en charge de fond, une forte mobilité des chenaux et une faible différence topographique dans la plaine. La présence de dépôts de débordement dans les dépôts fluviaux les plus bas en altitude suggère un rôle accru des inondations et le développement d'une plaine inondable distincte suivant l'incision du chenal. L'incision du système fluvial par-dessus les dépôts deltaïques fut contrôlée par la régression du niveau marin, mais également par le développement d'une végétation forestière dans le bassin versant ainsi que par l'épuisement des nombreuses sources sédimentaires d'origines fluvioglaciaires. La plaine alluviale s'est incisée à une altitude inférieure à celle de la plaine actuelle, découpant ainsi les terrasses étudiées. Une nouvelle phase de transgression au milieu Holocène (transgression laurentienne) a engendré une aggradation du système alluvial et formé ainsi le niveau de plaine actuelle. La séquence sédimentaire interprétée dans la vallée de la rivière Matane est en plusieurs points similaire à celle développée pour les vallées de fjord. Premièrement, les cortèges de déglaciation de haut niveau marin, correspondant à des dépôts glacio-marins, sont faiblement représentés puisque l'invasion marine s'est effectuée au même moment que la régression du niveau marin relatif, associée au rehaussement glacio-isostatique de la péninsule gaspésienne. Deuxièmement, la grande majorité des sédiments ayant comblé la vallée incisée correspondent à des cortèges de régression forcée, soit de type deltaïque ou fluvial. Troisièmement, la réduction de l'espace d'accommodation dans le bassin inondé, suivant la régression du niveau marin, et des taux de sédimentation élevés ont favorisé une progradation rapide d'un delta à la tête du bassin et à la formation d'une plaine alluviale au-dessus de la limite marine.ud______________________________________________________________________________