R. A. Klassen

Dans les terrains anciennement englacés du Canada, il existe des relations entre, d'une part, la provenance et la composition des matériaux superficiels et, d'autre part, l'histoire glaciaire et les processus associés à l'érosion, au transport et au dépôt glaciaires. C'est pourquoi l'exploration minérale par prospection glacio-sédimentaire utilise des modèles de dispersion glaciaire qui décrivent la provenance des sédiments superficiels, ainsi que la direction et la distance de leur transport. Le présent document contient la description de deux approches en géologie des matériaux superficiels qui visent à utiliser et à interpréter les données géochimiques. La première consiste en une modélisation géochimique des traînées de dispersion glaciaire et la seconde illustre l'emploi des éléments lithophiles pour interpréter la minéralogie et la géochimie des tills. L'étape initiale des deux approches consiste à établir la provenance du till avant d'interpréter les données des levés géochimiques.

Modélisation de la dispersion glaciaire

Le till est couramment décrit comme un matériau d'origine « locale », c'est-à-dire que ses constituants ont été transportés sur des distances de quelques kilomètres seulement, mais on a déjà observé un très grand nombre de traînées de dispersion glaciaire régionales qui s'étendent sur des centaines de kilomètres. En matière d'exploration minérale, il faut se poser la question suivante : dans les traînées de dispersion glaciaire d'étendue régionale, jusqu'à quel point la géochimie des sédiments superficiels reflète-t-elle la composition du substratum rocheux?

Dans l'ouest du Labrador, la modélisation de la dispersion glaciaire est facilitée par la succession complexe des écoulements glaciaires et les différences marquées entre le substratum composé de roches sédimentaires et de roches volcaniques de la fosse du Labrador et celui de la Province du lac Supérieur, composé de roches ignées et de roches métamorphiques (voir la carte géologique et celle des écoulements glaciaires ci-dessous).

À la marge ouest de la fosse du Labrador, les écoulements glaciaires qui se sont succédé ont été variés et offrent une image complexe. Dans la carte des écoulements glaciaires ci-dessous, les flèches jaunes, numérotées 2, correspondent à l'écoulement le plus ancien, alors que celles de couleur rouge, numérotées 4, correspondent à l'écoulement le plus récent. Dans la région étudiée (voir l'encadré), l'écoulement glaciaire le plus ancien, qui suit une direction sud-ouest, est celui qui exerce le plus d'effets sur la composition des sédiments glaciaires.

La lithologie du till (les isoplèthes sur la carte géologique de répartition par points ci-dessous) révèle l'emplacement d'une importante traînée de dispersion glaciaire de débris provenant de la fosse du Labrador qui s'étend sur plus de 120 km vers le sud-ouest, sur le Bouclier canadien. La traînée en question est délimitée par un encadré noir sur la carte et appelée « Traînée N ». La concentration de débris de la fosse du Labrador diminue exponentiellement avec l'augmentation de la distance de transport glaciaire, passant d'une valeur supérieure à 80 % à une autre inférieure à 1 %, dans la « queue » de la traînée, en aval glaciaire; cette relation est illustrée dans le graphique dans le carton de la carte des écoulements glaciaires ci-dessus.

Les débris de la fosse du Labrador sont enrichis en zinc (Zn) et appauvris en chrome (Cr) (voir la carte de répartition par points ci-dessous). Des profils géochimiques de la traînée de dispersion glaciaire N ont été établis à partir de moyennes mobiles. Ils indiquent une diminution exponentielle de la concentration de Zn avec l'augmentation de la distance d'écoulement glaciaire dans la Province du lac Supérieur. Dans le cas de la concentration de Cr, elle atteint des maximums à environ 35 km en aval glaciaire, puis diminue exponentiellement avec la distance.

L'augmentation initiale de la concentration de Cr est attribuable au substratum rocheux riche en Cr de la Province du lac Supérieur, au contact de la fosse du Labrador. La diminution de la concentration de Zn est attribuable au dépôt de débris riches en Zn, provenant de la fosse du Labrador, sur les terrains pauvres en Zn du Bouclier canadien . Les différences géochimiques observées entre les fractions de la taille des argiles (< 0,002 mm) et celles de la taille des silts et des argiles (< 0,063 mm) reflètent la répartition en fonction des minéraux (Shilts, 1993, 1995).

Les indicateurs géochimiques (Fe, Mn) peuvent servir à diviser le till en deux catégories, soit le till dont les matériaux proviennent de la fosse du Labrador et celui dont la provenance est associée au Bouclier canadien (Klassen, 1999). La répartition en fonction de la source permet d'estimer les propriétés géochimiques du substratum rocheux le long du parcours emprunté par les glaces en mouvement. Les modèles de répartition en fonction de la source (voir les graphiques ci-après) indiquent que le « masquage » géochimique du substratum sous-jacent par les sédiments qui ont été transportés dépend de l'élément choisi : le phénomène est maximal dans les zones situées à moins de 20 km de la fosse du Labrador.

Références

Klassen, R.A., 1997. Glacial history and ice flow dynamics applied to drift prospecting and geochemical exploration. In: A.G. Gubins (Editor),Geophysics and Geochemistry at the Millenium. Proceedings of Exploration 97: Fourth Decennial International Conference on Mineral Exploration. GeoF/X, Toronto, pp. 221-232.

Klassen, R.A., 1999. The application of glacial dispersal models to till geochemistry in Labrador, Canada. Journal of Geochemical Exploration, 67: 245-269.

Klassen, R.A., 1999. A Quaternary geological perspective for geochemical exploration in glaciated terrain, 19th International Geochemical Exploration Symposium. Drift Exploration in Glaciated Terrain. The Association of Exploration Geochemists, Vancouver, British Columbia, pp. 1-27.

Shilts, W.W., 1993. Geological Survey of Canada's contributions to understanding the composition of glacial sediments. In: J.O. Wheeler (Editor), Canadian Journal of Earth Sciences. 150th anniversary of the Geological Survey of Canada; contributions by the GSC to Canadian geoscience, pp. 333-353.

Shilts, W.W., 1995. Geochemical partitioning in till. In: P.T. Bobrowsky, S.J. Sibbick, J.M. Newell and P.F. Matysek (Editors), Drift Exploration. Paper 1995-2. B.C. Ministry of Energy, Mines and Petroleum Resources, pp.149-166.