Localisation et description
Le diatrème occupe la partie ancienne de l'île Sainte-Hélène, dans le fleuve Saint-Laurent, en face du Vieux-Montréal. L'île fait partie du parc Jean-Drapeau et relève de l'arrondissement de Ville-Marie, dans la région administrative de Montréal. Son point culminant, le mont Boullé, se trouve dans le secteur où la brèche est la plus visible.
La roche se présente comme une brèche : un assemblage de fragments anguleux à subarrondis, de tailles très variables, cimentés dans une matrice plus fine. Ces fragments proviennent de différentes unités sédimentaires, principalement des calcaires. L'ensemble tranche sur les roches sédimentaires ordoviciennes, litées et à peu près horizontales, qui constituent le socle habituel de l'île de Montréal et de ses environs.
Une grande partie de la superficie actuelle de l'île résulte de remblais aménagés au cours des années 1960, en préparation de l'Exposition universelle de 1967, qui ont réuni l'île Sainte-Hélène à des îles voisines. Les affleurements naturels de la brèche se concentrent donc dans le noyau originel de l'île, autour du mont Boullé, tandis que les secteurs remblayés ne donnent pas accès au substratum.
La pierre de brèche a été employée localement comme matériau de construction ; la Ville de Montréal mentionne, dans son énoncé patrimonial sur l'île, une « pierre de brèche d'origine dévonienne » associée à la partie ancienne de l'île.
Composition et fossiles
Les fragments de la brèche sont surtout des calcaires, dont certains ressemblent fortement aux calcaires des formations de l'Helderberg et de l'Oriskany, bien connues dans l'État de New York. Ces fragments sont fossilifères et renferment notamment des brachiopodes et des coraux.
Le rapport de synthèse du ministère responsable des ressources naturelles sur la géologie des Basses-Terres du Saint-Laurent mentionne notamment les taxons suivants :
| Taxon | Groupe |
|---|---|
| Concinnus sp. | Brachiopode |
| Gypidula pseudogaleata | Brachiopode |
| Costispirifer arenosus | Brachiopode |
| Spirifer sp. | Brachiopode |
| Favosites helderbergiae | Corail tabulé |
Cet assemblage permet d'attribuer les fragments calcaires au Dévonien inférieur. La brèche est ainsi classée parmi les rares occurrences de roches dévoniennes dans les Basses-Terres du Saint-Laurent, où les couches en place les plus jeunes sont généralement d'âge ordovicien.
Outre les blocs dévoniens, la brèche contient des fragments arrachés aux formations plus anciennes de la région, ce qui en fait un échantillonnage mêlé de plusieurs niveaux de la colonne stratigraphique locale.
Interprétation géologique
La présence, au même endroit, de blocs provenant de niveaux stratigraphiques différents, et notamment de couches plus jeunes que les roches encaissantes, s'explique difficilement par une simple accumulation sédimentaire. L'interprétation la plus courante fait de la brèche le remplissage d'un diatrème, c'est-à-dire d'une cheminée formée par des explosions d'origine magmatique ou phréatomagmatique.
Selon ce modèle, des gaz et des magmas en ascension auraient fragmenté les roches traversées. Au cours de l'activité, des blocs des couches supérieures, alors encore présentes en surface, se seraient effondrés dans le conduit et y auraient été mêlés aux fragments des formations plus profondes. Le remplissage, protégé dans la cheminée, aurait ensuite échappé à l'érosion qui a fait disparaître les couches dévoniennes partout ailleurs dans la région.
Cette interprétation rattache la structure au cortège d'intrusions des collines montérégiennes. Certains documents techniques se limitent toutefois au terme descriptif de « brèche », sans se prononcer sur le mécanisme de formation ; le terme « diatrème » relève donc d'une interprétation génétique plutôt que d'une simple description.
Contexte régional
L'île Sainte-Hélène appartient à la province géologique de la Plate-forme du Saint-Laurent, qui correspond physiographiquement aux Basses-Terres du Saint-Laurent. Ce domaine est formé de roches sédimentaires paléozoïques, surtout cambriennes et ordoviciennes, déposées sur le socle précambrien de la province de Grenville.
Au Crétacé inférieur, ces roches ont été recoupées par les intrusions alcalines des collines montérégiennes, alignées approximativement d'ouest en est depuis le mont Royal jusqu'au mont Mégantic. Outre les grands massifs (mont Royal, mont Saint-Bruno, mont Saint-Hilaire, mont Rougemont, mont Yamaska, mont Shefford, mont Brome), cette province magmatique comprend de nombreux dykes, filons-couches et cheminées de brèche répartis dans la région montréalaise.
Le diatrème de l'île Sainte-Hélène s'inscrit dans cet ensemble. Sa proximité du mont Royal, situé à quelques kilomètres, et la présence d'autres brèches et intrusions dans la grande région de Montréal appuient son rattachement à ce même épisode magmatique.
Après la mise en place des Montérégiennes, une longue période d'érosion, puis les glaciations du Quaternaire, ont façonné le relief actuel. Les roches intrusives et bréchiques, plus résistantes ou préservées dans leurs conduits, forment aujourd'hui des reliefs ou des affleurements isolés au milieu de la plaine.
Intérêt scientifique
L'intérêt principal du diatrème tient à son rôle de témoin stratigraphique. Les blocs de calcaire dévonien qu'il contient prouvent que des couches de cet âge recouvraient autrefois la région de Montréal, alors qu'elles ont été entièrement érodées ailleurs dans les Basses-Terres du Saint-Laurent. La brèche fournit ainsi des indications sur l'extension ancienne des mers dévoniennes et sur l'importance de l'érosion postérieure.
La ressemblance des fragments avec les formations de l'Helderberg et de l'Oriskany établit en outre une correspondance avec la stratigraphie dévonienne de l'État de New York, où ces unités sont bien conservées. Ce lien contribue aux corrélations régionales entre le Québec méridional et le nord des Appalaches.
Le site présente aussi un intérêt pour l'étude des mécanismes de mise en place des cheminées bréchiques montérégiennes et pour la reconstitution de la profondeur d'érosion depuis le Crétacé. Situé en plein milieu urbain et facilement accessible, il se prête par ailleurs à l'enseignement et à la vulgarisation de la géologie montréalaise.
Histoire des observations et patrimoine
La géologie de l'île attire l'attention depuis le XIXe siècle. Un ouvrage consacré à l'île Sainte-Hélène, intitulé L'Île Ste. Hélène. Passé, présent et avenir et aujourd'hui accessible sur Wikisource, comporte déjà un chapitre consacré à sa géologie. Les fossiles dévoniens de la brèche ont ensuite été décrits dans les travaux de cartographie des Basses-Terres du Saint-Laurent menés par les services géologiques québécois et canadiens.
L'île elle-même porte un nom attribué par Samuel de Champlain, en l'honneur de son épouse Hélène Boullé, dont le mont Boullé rappelle également le patronyme. Successivement lieu militaire, parc public, site de l'Exposition universelle de 1967 puis composante du parc Jean-Drapeau, l'île a vu son paysage profondément transformé, mais son noyau rocheux originel subsiste.
Dans son énoncé de l'intérêt patrimonial de l'île Sainte-Hélène, la Ville de Montréal relève la pierre de brèche d'origine dévonienne parmi les composantes de la partie ancienne de l'île, associant ainsi la valeur géologique du site à sa valeur paysagère et historique.