Physical volcanology, stratigraphy, and lithogeochemistry of an archean volcanic arc : evolution from plume-related volcanism to arc rifting within the SE Abitibi Greenstone Belt, Val d'Or, Quebec, Canada

摘要

Le segment Est (2714-2702 Ma) de la Zone Volcanique Sud (ZVS) dans la ceinture de roches vertes de l'Abitibi est une séquence complexe de roches volcano-sédimentaires coupées par les suites plutoniques syn- et post-volcaniques. Ce segment peut être subdivisé en deux groupes stratigraphiques basés sur la tectonique régionale et la stratigraphie volcano-sédimentaire : le Groupe de Malartic à la base, composé des formations de La Motte-Vassan, de Dubuisson, et de Jacola, et au-dessus, le Groupe de Louvicourt, contenant les formations de Val-d'Or et d'Héva. Le Groupe de Malartic représente une plate-forme océanique archéenne contrôlée par l'extension tectonique due à une plume du manteau et caractérisée par les komatiites et les basaltes effusifs et les filons-couches et dykes. Le Groupe de Louvicourt a marqué un changement vers des processus associés à une subduction; le début de la construction d'arc, représentée par la Formation de Val-d'Or inférieure, s'est produit simultanément avec les étapes d'affaiblissement du volcanisme de plume, représentées par la Formation de Jacola. Cette activité volcanique contemporaine indique une relation conforme. L'extension qui suivit, représentée par la Formation d'Héva, a formé les laves volumineuses qui ont inondé les laves associées au volcanisme d'arc.ududLa Formation de Jacola est caractérisée par des komatiitiques et basaltes riches en Mg, liés à une source de plume du manteau, qui ont formé une grande plaine sous-marine de lave tholéiitique. Le contact entre la Formation de Jacola mafique-ultramafique et la Formation de Val-d'Or intermédiaire-felsique est graduel et indiqué par l'apparition (i.e., fragmentaire) de dépôts volcaniclastiques volumineux qui sont tholéiitiques à transitoires et qui ont une signature géochimique d'arc.ududLa Formation de Val-d'Or de 3-5 km d'épaisseur est un arc volcano-sédimentaire subaquatique complexe composé de nombreuses séquences de laves intermédiaires à felsiques discontinues et latéralement inter stratifiées et de leurs dépôts volcaniciastiques associés qui ont évolué de tholeiitique à calco-alkalins. Ces petites séquences se composent de coulées de laves massives, coussinées/lobées, et bréchifiées, de 1 à 100 m d'épaisseur, qui sont vésiculaires de façon variable (l-30-vol%) et inter stratifiées avec des dépôts volcaniclastiques amalgamés, 1 à 50 m d'épaisseur, de lits normal à renversé composés de fragments angulaires à subarrondis de grosseur tuff à brèche et un indice de vésicularité entre 15 et 35-vol%. De plus, de nombreux petits centres volcaniques à dominance felsiques d'ampleur régionale limitée, contenant les gisements massifs de sulfures, définissent 1' Arc de Val-d'Or. Le contact entre les formations de Val-d'Or et d'Héva est défini par l'apparition soudaine de laves tholéiitiques, et est représenté par une unité felsique sphérulitique tholeiitique à la base de la Formation d'Héva.ududLa Formation d'Héva tholeiitique de 2 à 3 km d'épaisseur est définie par le volcanisme mafique effusif et felsique avec des dépôts volcaniclastiques locaux. L'unité sphérulitique à la base de la Formation d'Héva est décelable pour 40 kilomètres, servant (de ce fait) d'horizon-repère au Groupe de Louvicourt. Une séquence de tufs bréchiques polymictiques, située stratigraphiquement au-dessus de l'unité sphérulitique, se compose de fragments mafiques et felsiques remoblisés qui ont une signature géochimique d'arc, suggérant qu'ils sont provenus de la Formation de Val-d'Or sous-jacente. Ceci implique que la Formation de Val-d'Or est plus jeune et a une relation conforme avec la Formation d'Héva. Vers le haut de la stratigraphie, des coulées de lave mafique massives à coussinées avec des dykes et filons-couches de gabbro dominent, suggérant des éruptions plus fissurales. Les tufs turbiditiques locaux et les dépôts pyroclastiques scorieux remoblisés certifient une/deséruption(s) explosif(ves).ududLa Formation de Jacola représente un environnement marin profond semblable à une dorsale médio-océanique, contrôlé par le volcanisme de plume de manteau, qui a formé la base pour la construction d'un arc, et a contaminé les premières laves. Les roches volcaniclastiques intermédiaires et les laves à la base de la Formation de Val-d'Or indiquent le volcanisme relié à une subduction. La Formation d'Héva tholéiitique indique un retour à un régime d'extension avec le volcanisme fissurai pendant la dissection d'arc. L'Arc de Val-d'Or forme une séquence monoclinale volcano-sédimentaire, de polarité vers le sud, évoluant du volcanisme associé à une plume au volcanisme associé à une subduction.ud