Localisation et cadre géologique
Le complexe igné de Sept-Îles se trouve sur la rive nord du golfe du Saint-Laurent, dans la région administrative de la Côte-Nord, sur le territoire de la ville de Sept-Îles et de ses environs. Une large part de l'intrusion se prolonge sous les eaux du golfe, de sorte que seule une portion de sa surface affleure sur la terre ferme et dans l'archipel qui ferme la baie de Sept-Îles.
Sur le plan géologique, l'intrusion appartient à la Province de Grenville, la province géologique qui occupe la majeure partie du sud-est du Bouclier canadien au Québec. Elle s'est mise en place dans des gneiss de haut grade métamorphique formés et déformés lors de l'orogenèse grenvillienne, bien antérieure à l'intrusion.
Contrairement à son encaissant, le complexe est décrit comme non déformé et non métamorphisé. Il s'agit donc d'une intrusion postorogénique, mise en place dans une croûte déjà stabilisée, ce qui a permis la préservation de ses structures magmatiques primaires, notamment le litage.
Géométrie et dimensions
L'intrusion présente en plan une forme approximativement circulaire. Ses principales dimensions, telles que rapportées dans la littérature scientifique et les publications du ministère québécois responsable des ressources naturelles, sont les suivantes :
| Caractéristique | Valeur estimée |
|---|---|
| Diamètre | environ 80 km |
| Épaisseur maximale | près de 6 km |
| Volume | environ 20 000 km³ |
| Forme | lopolite |
Le terme lopolite désigne une masse intrusive concordante en forme de cuvette, dont la base est concave vers le haut. Cette géométrie, combinée à l'importance du volume de magma mis en jeu, place le complexe de Sept-Îles parmi les grandes intrusions litées mafiques documentées dans le monde.
Une part importante de la connaissance de la structure profonde de l'intrusion repose sur la cartographie des affleurements côtiers et insulaires, sur les forages d'exploration et sur les méthodes géophysiques, la partie sous-marine n'étant pas accessible à l'observation directe.
Âge et contexte tectonique
L'âge de cristallisation de l'intrusion est établi à environ 564 millions d'années (Ma), soit à la fin du Néoprotérozoïque (période édiacarienne). Cette valeur provient notamment d'une datation uranium-plomb (U-Pb) sur zircon publiée par Michael D. Higgins et Otto van Breemen dans le Journal of Geology.
Cette datation a remplacé l'ancienne attribution cambrienne qui figurait auparavant dans le Lexique stratigraphique du Québec et dans plusieurs ouvrages de synthèse. Certaines références plus anciennes continuent toutefois de présenter l'intrusion comme cambrienne.
Les publications scientifiques rattachent la mise en place du complexe au système de rift du Saint-Laurent, un ensemble de failles et de magmatisme lié à l'extension de la croûte continentale de Laurentia. Ce contexte correspond aux premières étapes de l'ouverture de l'océan Iapetus, ancêtre de l'Atlantique, à la fin du Néoprotérozoïque. L'interprétation précise de la source du magma et des mécanismes de son ascension demeure un sujet de recherche.
Stratigraphie interne
Le Lexique stratigraphique du Québec subdivise l'intrusion en quatre séries superposées, de la base au sommet :
- Série inférieure ;
- Série litée ;
- Série transitionnelle ;
- Série supérieure.
Les trois premières séries sont principalement composées de cumulats mafiques, c'est-à-dire de roches formées par l'accumulation de cristaux dans la chambre magmatique. Les lithologies dominantes sont la troctolite (roche à plagioclase et olivine) et le gabbro à olivine. La série supérieure se distingue par des roches plus riches en silice et en potassium, notamment des granites, des syénites et des monzonites.
Subdivision des travaux pétrologiques
Les études pétrologiques récentes, en particulier celles d'Olivier Namur et de ses collaborateurs, utilisent une nomenclature légèrement différente :
- une série litée, dominée par les troctolites et les gabbros ;
- une série de bordure supérieure, de composition anorthositique ;
- une série supérieure, largement granitique.
Ces deux systèmes décrivent la même organisation générale : une épaisse base mafique litée surmontée de roches felsiques issues des stades tardifs de la cristallisation.
Pétrologie et processus magmatiques
Le complexe de Sept-Îles est étudié comme un exemple de différenciation d'un magma basaltique tholéiitique, riche en fer, jusqu'à la production de granites de type A. La continuité entre les cumulats mafiques de la base et les roches granitiques du sommet en fait un laboratoire naturel pour reconstituer l'évolution chimique d'une grande chambre magmatique.
Les travaux de Namur et collaborateurs, publiés notamment dans le Journal of Petrology en 2010 et 2011, ont précisé la séquence de cristallisation des minéraux (plagioclase, olivine, clinopyroxène, oxydes de fer-titane, apatite) et les processus internes de la chambre magmatique, tels que la réalimentation en magma et la convection.
D'autres recherches portent sur les microstructures des cumulats, comme les symplectites, qui témoignent de réactions tardives entre les cristaux et le liquide résiduel, ainsi que sur les formes de croissance cristalline, par exemple l'olivine dendritique, qui renseignent sur les premières étapes de la cristallisation.
L'absence de déformation et de métamorphisme postérieurs facilite l'interprétation de ces structures, qui reflètent directement les conditions magmatiques d'origine.
Ressources minérales
L'intrusion renferme des concentrations d'éléments d'intérêt économique, liées aux processus de cristallisation et de ségrégation magmatique.
- Fer, titane et vanadium : des lits d'oxydes de fer-titane (magnétite et ilménite) se trouvent dans la séquence litée. Ils sont caractéristiques des intrusions issues de magmas riches en fer.
- Phosphore : des roches à apatite sont associées à l'intrusion. Des travaux québécois les documentent notamment dans la partie supérieure du complexe et dans le secteur de la rivière des Rapides. La genèse de ces gîtes de fer, de titane et de phosphore a fait l'objet d'une thèse à l'Université du Québec à Chicoutimi.
- Cuivre, nickel et cobalt : le potentiel en sulfures de cuivre, de nickel et de cobalt de la région a été évalué par Géologie Québec, en particulier à l'indice du lac Volant.
Ces minéralisations ont suscité des campagnes d'exploration documentées dans les rapports statutaires déposés auprès du ministère, consultables dans le système d'information géominière du Québec (SIGÉOM).
Travaux et documentation
La connaissance du complexe repose sur des travaux de terrain menés par le gouvernement du Québec et par des chercheurs universitaires. Le ministère québécois responsable des ressources naturelles a publié plusieurs documents sur l'intrusion et sa région, dont une étude intitulée Le complexe de Sept-Îles (ET 97-05), des comptes rendus de travaux de terrain et des synthèses sur la géologie et les ressources minérales de la partie est de la Province de Grenville.
L'unité est répertoriée dans le Lexique stratigraphique du Québec sous le nom d'Intrusion litée de Sept-Îles, dans la section consacrée à la Province de Grenville.
Sur le plan international, l'intrusion a fait l'objet de nombreuses publications, notamment de la part d'équipes de l'Université de Liège, de la KU Leuven et de l'Université de Cambridge, ainsi que de l'Université du Québec à Chicoutimi. Elle sert de référence pour la comparaison avec d'autres grandes intrusions litées, telles que celles de Skaergaard au Groenland ou du Bushveld en Afrique du Sud.