Définition et nomenclature
Le bassin de Mistassini désigne l'ensemble des roches sédimentaires paléoprotérozoïques préservées sur le socle archéen, dans le secteur des lacs Mistassini et Albanel. Dans la nomenclature stratigraphique officielle du Québec, ces roches forment le Groupe de Mistassini. Le Lexique stratigraphique de Géologie Québec, tenu par le ministère des Ressources naturelles et des Forêts, classe cette unité parmi celles de la Province du Supérieur.
Les expressions « bassin de Mistassini » et « Groupe de Mistassini » sont souvent employées l'une pour l'autre. La première désigne la cuvette sédimentaire, c'est-à-dire l'espace de dépôt et ce qu'il en subsiste. La seconde désigne l'unité lithostratigraphique qui la remplit.
Le bassin sédimentaire ne doit pas être confondu avec le bassin versant du lac Mistassini ou de la rivière Mistassini. Celle-ci, tributaire du lac Saint-Jean, coule plus au sud, dans la région du Saguenay–Lac-Saint-Jean. Le nom du bassin vient du lac Mistassini, dont le nom officiel est inscrit à la Commission de toponymie du Québec. La communauté crie voisine porte, elle, le nom de Mistissini.
Situation géographique
Le bassin se trouve dans la région administrative du Nord-du-Québec, sur le territoire d'Eeyou Istchee Baie-James. Il occupe environ 7 300 km². Il englobe une grande partie des lacs Mistassini et Albanel et s'étend jusqu'au secteur de la rivière Pépeshquasati, au nord du lac Mistassini.
Le lac Mistassini est le plus grand lac naturel d'eau douce du Québec. Comme le lac Albanel, il s'allonge selon une direction nord-est–sud-ouest. Cette orientation suit la structure des couches sédimentaires et les axes de l'érosion glaciaire. Les deux lacs occupent des dépressions creusées dans les roches du groupe et sont séparés par des crêtes allongées.
La région de référence stratigraphique est la cuvette de Papaskwasati, au nord du lac Mistassini. Les contacts entre les quatre formations du groupe y sont particulièrement accessibles à l'étude. Plusieurs secteurs du bassin ont fait l'objet de cartographies géologiques détaillées publiées par le gouvernement du Québec, notamment les régions Dorval-Guyon et McOuat-Gauvin, dans le territoire de Mistassini.
Stratigraphie
Le Groupe de Mistassini comprend quatre formations. Elles sont présentées ci-dessous de la base au sommet, selon le Lexique stratigraphique du Québec.
| Ordre | Formation | Lithologies dominantes |
|---|---|---|
| 1 (base) | Papaskwasati | Grès et conglomérats |
| 2 | Cheno | Dolomies, en partie stromatolitiques |
| 3 | Albanel | Dolomies, souvent stromatolitiques, et roches argileuses |
| 4 (sommet) | Témiscamie | Roches détritiques fines, roches argileuses et formations de fer cherteuses carbonatées |
Sédiments détritiques de base
La Formation de Papaskwasati forme la base de la succession. Ses grès et conglomérats témoignent d'un apport détritique issu de l'érosion du socle archéen environnant.
Plateforme carbonatée
Les formations de Cheno et d'Albanel sont dominées par des dolomies. Les stromatolithes y sont fréquents. Ce sont des structures laminées construites par des communautés microbiennes en milieu marin peu profond. Ces deux formations représentent une plateforme carbonatée paléoprotérozoïque.
Formations de fer
La Formation de Témiscamie, au sommet, renferme des formations de fer cherteuses et carbonatées, associées à des roches argileuses. Elle marque un changement des conditions de sédimentation dans le bassin. Ces niveaux ferrifères affleurent notamment dans le secteur du lac Albanel.
Socle et âge
Les roches du Groupe de Mistassini reposent en discordance sur un socle d'âge mésoarchéen à néoarchéen. Ce socle est composé des roches cristallines et volcano-sédimentaires de la Province du Supérieur. La surface de discordance correspond à une longue période d'érosion du socle avant le dépôt des premiers sédiments.
Selon le Lexique stratigraphique du Québec, le groupe succède sur le plan chronostratigraphique à la Formation de Chibougamau. Aucun contact direct entre les deux unités n'a toutefois été observé.
Un âge de 1 787 ± 55 millions d'années a été obtenu par datation rubidium-strontium (Rb-Sr) sur des échantillons de la Formation de Témiscamie, au sommet du groupe. La méthode Rb-Sr appliquée aux roches sédimentaires est sensible aux perturbations postérieures au dépôt. Cette valeur reste donc un repère et non une datation précise de la sédimentation. Elle situe néanmoins le sommet de la succession au Paléoprotérozoïque.
Le socle de la région est recoupé par l'essaim de dykes de Mistassini, une unité intrusive distincte du groupe sédimentaire, répertoriée séparément dans le lexique stratigraphique.
Cadre tectonique et structure
Le bassin de Mistassini se situe en bordure sud-est de la Province du Supérieur. Il s'inscrit dans le contexte régional du contact entre la Sous-province d'Opatica et le Parautochtone de la Province de Grenville. Ce dernier correspond à la zone où les roches du Supérieur ont été reprises par l'orogenèse grenvillienne au Mésoprotérozoïque.
Les couches du Groupe de Mistassini présentent un faible pendage vers le sud-est. Elles s'inclinent ainsi doucement en direction du front de Grenville. Cette disposition presque tabulaire contraste avec la déformation intense du socle archéen sous-jacent. Elle a permis la préservation de la succession sédimentaire sur une grande surface.
La structure du socle et la géométrie du bassin ont fait l'objet de levés géophysiques. Ces travaux visent à cartographier la profondeur du socle et les failles qui le découpent sous la couverture sédimentaire. Ils ont été déposés au ministère dans le cadre de travaux d'exploration.
Géomorphologie
Le relief du secteur des lacs Mistassini et Albanel découle directement de la géologie du bassin. Les études géomorphologiques décrivent un relief de cuesta. Ce relief dissymétrique se forme lorsque des couches sédimentaires faiblement inclinées, de résistances différentes, sont dégagées par l'érosion. Les niveaux résistants forment des crêtes allongées à front abrupt, tandis que les roches plus tendres sont déblayées en dépressions.
Au Quaternaire, l'inlandsis laurentidien a accentué ces contrastes. Les glaces ont surcreusé les dépressions, qui sont aujourd'hui occupées par les lacs. L'écoulement glaciaire a aussi laissé des formes profilées : drumlins et drumlinoïdes, collines allongées de till orientées selon la direction du mouvement des glaces.
Les dépôts de surface du secteur, notamment les tills et les sédiments mis en place lors de la déglaciation, font l'objet de cartographies publiées par Géologie Québec. La concordance entre l'allongement des lacs, la direction des couches et celle de l'écoulement glaciaire fait du secteur un exemple régional de relief façonné à la fois par la structure géologique et par l'érosion glaciaire.
Intérêt scientifique et économique
Le Groupe de Mistassini présente un intérêt particulier pour l'étude du Paléoprotérozoïque au Québec. Ses dolomies stromatolitiques conservent la trace d'écosystèmes microbiens marins anciens. Ses formations de fer cherteuses carbonatées appartiennent à une famille de roches caractéristique de cette période de l'histoire de la Terre.
Les formations de fer de la Formation de Témiscamie ont attiré l'attention de l'exploration minérale dans le secteur du lac Albanel. Plusieurs campagnes d'exploration et de cartographie ont été menées dans le bassin, et leurs résultats sont consignés dans les rapports publics de Géologie Québec et dans le Système d'information géominière du Québec (SIGÉOM).
Les rapports gouvernementaux de cartographie, comme ceux portant sur les régions Dorval-Guyon et McOuat-Gauvin, constituent les principales références de terrain sur la stratigraphie du groupe. Le Lexique stratigraphique de Géologie Québec en propose une synthèse normalisée en français et en anglais.