Situation et délimitation
Le bassin d'Otish occupe une partie du plateau central du Québec, au nord-est du lac Mistassini, dans la région des monts Otish, un massif de hautes terres d'où s'écoulent plusieurs grandes rivières du Québec. Le territoire relève principalement de la région administrative du Nord-du-Québec et s'inscrit dans le territoire d'Eeyou Istchee, fréquenté par la nation crie, notamment par la communauté de Mistissini.
Selon les rapports géologiques publiés par le ministère québécois responsable des mines, le bassin s'allonge sur environ 175 km selon un axe sud-ouest–nord-est et couvre une superficie d'environ 8 000 km². Ces dimensions proviennent de travaux d'exploration et peuvent varier selon la délimitation retenue, les limites du bassin étant en partie masquées par les dépôts meubles et en partie définies par des failles.
Sur le plan géologique, le bassin se situe dans la province géologique du Supérieur, le plus vaste noyau archéen du Bouclier canadien. Il constitue, avec le bassin de Mistassini situé plus au sud-ouest, l'un des principaux témoins de la couverture sédimentaire protérozoïque préservée sur le socle archéen du centre du Québec.
Socle et discordance
Les roches sédimentaires du Groupe d'Otish reposent en discordance angulaire sur un socle archéen formé de gneiss, de granitoïdes et de roches volcano-sédimentaires de la province du Supérieur. Cette surface de discordance correspond à une longue période d'érosion du socle avant l'ouverture du bassin.
Les granitoïdes adjacents au bassin ont fait l'objet d'études pétrographiques et géochimiques, notamment une étude pétrochimique publiée par le ministère et un mémoire de l'Université du Québec à Chicoutimi. Ces travaux visent à caractériser la nature du socle, son altération sous la discordance et son rôle possible comme source de métaux, dont l'uranium, pour les fluides ayant circulé dans le bassin.
Le socle est également recoupé par des essaims de dykes de diabase antérieurs au dépôt du bassin. L'âge de ces dykes sous-jacents, d'environ 2,515 milliards d'années, sert de borne inférieure à l'âge des sédiments qui recouvrent le socle.
La relation entre le socle archéen et la couverture protérozoïque fait du secteur un analogue régulièrement comparé, dans la littérature d'exploration, aux grands bassins uranifères discordants du Bouclier canadien, bien que les minéralisations connues dans le bassin d'Otish présentent leurs propres caractéristiques.
Stratigraphie
Le Groupe d'Otish rassemble l'ensemble des roches sédimentaires du bassin. Les strates sont généralement subhorizontales ou faiblement inclinées, mais des failles en ont localement modifié la disposition.
Le groupe est classiquement subdivisé en deux grandes formations :
- la Formation d'Indicator, à la base, composée surtout de grès et de conglomérats d'origine continentale, déposés par des systèmes fluviatiles ;
- la Formation de Peribonca, au sommet, où dominent des carbonates (notamment des dolomies), des siltstones et des grès fins, traduisant un milieu de dépôt plus calme.
Les rapports d'exploration distinguent en outre plusieurs unités stratigraphiques et structurales internes, établies à partir de la cartographie de surface et des forages. Le passage de faciès grossiers à des faciès plus fins et carbonatés est interprété comme l'évolution d'un bassin d'abord alimenté par l'érosion du socle, puis progressivement envahi par des eaux peu profondes.
Les roches sédimentaires du groupe sont recoupées par des intrusions mafiques, regroupées sous le nom de Gabbro d'Otish, qui se présentent sous forme de filons-couches et de dykes.
Âge et évolution
La datation du bassin repose sur des contraintes indirectes, les roches sédimentaires elles-mêmes se prêtant mal à une datation absolue précise.
Une étude scientifique consacrée à l'évolution du bassin situe son remplissage entre environ 2,515 et 2,165 milliards d'années, au Paléoprotérozoïque :
| Contrainte | Nature | Âge approximatif |
|---|---|---|
| Borne inférieure | Dykes du socle recouverts par le bassin | 2,515 Ga |
| Borne supérieure | Intrusions de gabbro recoupant le Groupe d'Otish | 2,165 Ga |
Cette fourchette demeure large et peut varier selon les contraintes retenues par les auteurs. Elle place le bassin d'Otish parmi les plus anciennes couvertures sédimentaires préservées sur la province du Supérieur.
L'évolution du bassin est généralement interprétée comme celle d'un bassin intracratonique : affaissement du socle archéen, sédimentation continentale puis marine peu profonde, intrusion de magmas mafiques, puis déformation cassante par le jeu de failles. Ces failles ont joué un rôle important dans la circulation des fluides responsables des minéralisations.
Ressources minérales
Le bassin d'Otish est reconnu depuis les années 1970 pour son potentiel uranifère. De nombreux indices, prospects et champs de blocs minéralisés y ont été documentés, en particulier dans les grès de la Formation d'Indicator et le long de structures faillées.
Les minéralisations connues sont principalement contrôlées par des failles et des zones d'altération hydrothermale. Le gîte de Matoush, situé le long de la faille du même nom, est l'exemple le plus étudié ; la minéralisation y est associée à une altération à mica chromifère (fuchsite) et aux intrusions mafiques. D'autres secteurs, comme les propriétés SB1, SB2 et SB3 ou le champ de blocs minéralisés de la propriété Otish-A, ont fait l'objet de rapports d'évaluation technique déposés auprès du ministère.
La présence d'indices ne signifie pas, à elle seule, qu'un gisement exploitable soit établi. Aucune mine d'uranium n'a été mise en exploitation dans le bassin. Le développement de projets uranifères au Québec a par ailleurs été encadré par un débat public, notamment par une enquête du Bureau d'audiences publiques sur l'environnement sur les enjeux de la filière uranifère, et par l'opposition exprimée par la nation crie à l'exploitation de l'uranium sur son territoire.
La région élargie des monts Otish a aussi été explorée pour d'autres substances, dont les diamants dans les kimberlites du socle archéen environnant, en dehors de la couverture sédimentaire du bassin.
Géologie du Quaternaire
Comme l'ensemble du centre du Québec, la région des monts Otish a été fortement remaniée par les glaciations quaternaires, en particulier par l'inlandsis laurentidien lors de la dernière glaciation.
La cartographie des dépôts de surface réalisée par Géologie Québec décrit une couverture de sédiments meubles dominée par le till, accompagnée de :
- dépôts fluvioglaciaires (eskers, épandages) mis en place par les eaux de fonte ;
- chenaux de fonte glaciaire entaillant le relief ;
- formes d'érosion et d'écoulement glaciaire permettant de reconstituer la direction de mouvement des glaces.
L'épaisseur moyenne des sédiments meubles est estimée à 6 à 7 m. Cette couverture masque une grande partie du substratum rocheux, ce qui complique la cartographie directe du bassin.
La compréhension de la dynamique glaciaire est importante pour l'exploration minérale : les blocs erratiques minéralisés et les traînées de dispersion glaciaire permettent de remonter vers leur source dans le substratum. Plusieurs campagnes d'exploration uranifère du bassin se sont ainsi appuyées sur l'étude de champs de blocs minéralisés transportés par la glace.
Histoire des travaux
La connaissance géologique du bassin d'Otish s'est construite à partir de la cartographie régionale gouvernementale et, surtout, des travaux d'exploration minière, dont les résultats sont versés au système d'information géominière du Québec (SIGÉOM) sous forme de rapports statutaires.
Les années 1970 et 1980 correspondent à une première période intense de prospection de l'uranium. Les archives du ministère conservent notamment les résultats préliminaires d'une campagne menée en 1982 dans le cadre d'un projet des monts Otish, ainsi que le rapport des travaux statutaires de la campagne d'exploration de 1983-1984. Ces travaux associaient cartographie, prospection de blocs, levés géophysiques et forages.
Une seconde période d'activité a suivi au cours des années 2000, dans un contexte de hausse du prix de l'uranium, avec la réévaluation de propriétés anciennes et la poursuite des forages sur plusieurs secteurs du bassin, dont le gîte de Matoush.
Parallèlement, des travaux universitaires, menés notamment à l'Université du Québec à Chicoutimi et à l'University of Alberta, ont porté sur la pétrographie du socle, l'évolution du bassin et sa datation. Le ministère a aussi publié une cartographie des dépôts de surface de la région des monts Otish, qui complète la connaissance du substratum.