Caractérisation géochimique (éléments majeurs et éléments en traces), traçage isotopique (Sm-Nd, Lu-Hf) et géochronologie (Pb-Pb, U-Pb) du groupe de Wakeham, N.E. Québec : bassin sédimentaire prétérozoïque dans la province de Grenville

摘要

Le Groupe de Wakeham, situé dans le segment oriental de la Province de Grenville, est principalement composé d'arénites, d'arkoses, de shales et d'un petit volume de roches volcaniques felsiques et mafiques. Les roches sédimentaires sont recoupées par des gabbros et des granites peralumineux, post-tectonique et syn-tectonique tardif. Le Groupe de Wakeham se distingue de la plupart des unités lithotectoniques de la Province de Grenville par une déformation peu prononcée et par la présence de roches métamorphisées au faciès des schistes verts. Afin de caractériser les roches sédimentaires du Groupe de Wakeham et leurs sources, de déterminer leurs provenances et de connaître l'âge de ces sources ainsi que d'évaluer l'âge de dépôt des matériaux sédimentaires, nous avons entrepris une étude géochimique, isotopique (Sm-Nd et Lu-Hf) et géochronologique (Pb-Pb et U-Pb).ududLa géochimie des éléments majeurs indique que le bassin sédimentaire du Groupe de Wakeham renferme à la fois des sédiments très matures (SiC>2 élevé et MgO faible) et des sédiments immatures (S1O2 faible et MgO élevé). Ces roches sont potassiques et de nature essentiellement arénitique à arkosique ce qui reflète la composition de la roche mère qui varie de roche sédimentaire quartzitique à granitique. Les profils de terre rares montrent généralement une grande similarité avec ceux des shales nord américains (NASC). Ceci suggère que la majorité des sédiments du Groupe de Wakeham ont des caractéristiques de roches sédimentaires protérozoïques.ududLes analyses Sm-Nd sur des arénites, des arkoses et des shales provenant de la partie est du Groupe de Wakeham révèlent des valeurs eNd (1,6 Ga) variant entre -5 et +6. Les âges modèles calculés définissent quatre pics d'âges à 1800, 1900, 2300 et 2700 Ma. Ceci suggère que ces grès sont composés d'un mélange de matériaux provenant de source essentiellement protérozoïque avec une contribution archéenne de moindre importance. Leurs âges modèles font ressortir deux régions-sources majeure: 1) une source à 1900-1800 Ma qui est similaire à ceux de l'orogène trans-labradorien ; 2) une autre source d'âge 2700-2600 Ma qui est semblable aux âges des cratons archéens (provinces du Supérieur, de Rae et de Nain). Les granites intrusifs dans les sédiments du Groupe de Wakeham ont des âges U-Pb qui varient entre 1495 Ma et 1510 Ma et des valeurs eNd (1,5 Ga) entre +1 et +3. Ces données indiquent que les granites ont probablement été contaminés par des sédiments d'une croûte protérozoïque ou ont été le résultat de la fusion d'une croûte protérozoïque. Les données isotopiques du Hf sur des zircons prélevés à partir d'échantillons provenant des parties est et ouest du Groupe de Wakeham sont en accord avec les isotopes du Nd et supportent aussi la présence de sources protérozoïques et archéennes.ududDes zircons des mêmes échantillons analysés pour les isotopes du Hf ont été datés par la méthode Pb-Pb. Ces âges sont ceux des sources des sédiments du Groupe de Wakeham qui sont semblables aux âges des batholites trans-labradoriens ainsi qu'à ceux trouvés dans les provinces du Supérieur, de Nain et de Rae. Enfin, dans le but de déterminer l'âge d'un événement magmatique affectant le bassin sédimentaire du Groupe de Wakeham, nous avons analysé des zircons de l'échantillon de granite du Lac au 22eme mille qui révèlent un âge U-Pb elzévirien (l,3±0,l Ga). Cet âge dans la partie ouest du Groupe de Wakeham et ceux connues dans la partie est montrent que l'ensemble du bassin sédimentaire du Groupe Wakeham a été affecté par le même événement tectonomagmatique elzévirien.ud