Définition et nomenclature
La Formation d'Ellis Bay tire son nom de la baie Ellis, sur la côte ouest de l'île d'Anticosti, où se trouve le village de Port-Menier. Elle forme, avec la Formation de Vauréal qu'elle surmonte, le Groupe de Jolliet, ensemble qui regroupe les unités sommitales de l'Ordovicien de l'île.
La coupe-type formellement proposée se situe sur la côte occidentale de l'île, entre le cap de la Vache-qui-Pisse et la pointe Laframboise, à proximité de la baie Ellis. Les cartes géologiques et les révisions stratigraphiques publiées par le ministère de l'Énergie et des Ressources du Québec, notamment les travaux de A. A. Petryk, ont fixé la subdivision de la formation et ses limites cartographiques.
Comme les autres unités d'Anticosti, la formation a d'abord été décrite dans le cadre des premières études stratigraphiques de l'île, puis précisée à mesure que la cartographie de terrain et la biostratigraphie se sont raffinées. Plusieurs dénominations régionales d'âge (Richmondien, Gamachien) coexistent dans la littérature selon l'époque des publications.
Situation géographique
L'île d'Anticosti fait partie de la municipalité de L'Île-d'Anticosti, dans la MRC de Minganie, région administrative de la Côte-Nord. Sur le plan géologique, elle appartient à la Plate-forme du Saint-Laurent et expose la succession sédimentaire du bassin d'Anticosti.
Les couches de l'île sont presque horizontales et plongent doucement vers le sud-sud-ouest. Les unités les plus anciennes affleurent ainsi sur la côte nord et les plus récentes vers la côte sud. La Formation d'Ellis Bay dessine une bande d'affleurement orientée globalement est-ouest, entre la bande de la Formation de Vauréal, au nord, et celle de la Formation de Becscie, au sud.
Les meilleures expositions se trouvent le long du littoral, en particulier à l'ouest de l'île, où les falaises et les vastes plates-formes d'érosion littorale découvertes à marée basse offrent des coupes continues. À l'intérieur des terres, l'unité est observable dans les vallées de rivières et les affleurements de chemins forestiers, mais la couverture végétale et les dépôts quaternaires y limitent souvent la continuité des observations.
Stratigraphie
Contacts
- À la base : la formation repose sur la Formation de Vauréal, dominée par des shales et des calcaires argileux. Le passage est graduel par endroits, ce qui rend la limite délicate à placer sur le terrain.
- Au sommet : elle est surmontée par la Formation de Becscie, première unité silurienne de l'île. Le contact est défini par la surface supérieure d'une zone de biohermes, repère cartographique reconnu sur une grande partie de l'île.
Membres
Les travaux de Petryk reconnaissent sept membres dans la Formation d'Ellis Bay. Leur reconnaissance repose sur des variations de lithologie, sur la proportion de matériaux terrigènes et sur le contenu fossilifère. Le membre sommital, connu sous le nom de membre de Laframboise, renferme la zone récifale dont le toit marque la limite avec la Formation de Becscie.
Les limites entre certains membres sont graduelles ; leur tracé s'appuie conjointement sur la cartographie de terrain et sur des critères biostratigraphiques.
| Élément | Caractéristique |
|---|---|
| Épaisseur | environ 75 m |
| Unité sous-jacente | Formation de Vauréal |
| Unité sus-jacente | Formation de Becscie |
| Subdivisions | sept membres |
| Repère sommital | surface supérieure de la zone de biohermes |
Lithologie et milieux de dépôt
La formation est essentiellement calcaire. Elle comprend des calcaires de textures variées :
- mudstones et calcisiltites, à grain très fin ;
- packstones et grainstones, riches en débris squelettiques ;
- interlits de shale calcareux ou gréseux.
La part des matériaux terrigènes (argiles, silts et sables) est plus élevée dans certains faciès de la partie orientale de l'île, ce qui traduit des variations latérales dans les apports sédimentaires au sein du bassin.
Ces roches se sont déposées dans une mer épicontinentale peu profonde, en bordure de l'ancien continent Laurentia, alors situé dans la zone tropicale. L'alternance de faciès fins et de faciès grossiers témoigne de milieux allant de la faible à la forte énergie, sous l'influence des vagues et des tempêtes. La zone de biohermes du sommat de la formation correspond à des constructions organiques édifiées par des organismes récifaux, notamment des coraux, des stromatopores et des algues calcaires.
Les changements de faciès dans la partie supérieure de la formation sont généralement interprétés comme le reflet de variations du niveau marin, liées à la glaciation qui s'est développée sur le supercontinent Gondwana à la fin de l'Ordovicien.
Paléontologie et extinction de la fin de l'Ordovicien
La Formation d'Ellis Bay est très riche en fossiles. On y trouve notamment des brachiopodes, des coraux rugueux et tabulés, des stromatopores, des bryozoaires, des crinoïdes, des trilobites ainsi que des microfossiles, comme des conodontes et des chitinozoaires, utilisés en biostratigraphie.
Son principal intérêt tient à la continuité de l'enregistrement sédimentaire à travers la fin de l'Ordovicien. Dans la plupart des régions du monde, la chute du niveau marin provoquée par la glaciation gondwanienne a interrompu la sédimentation ou érodé les dépôts de cette période. Sur Anticosti, au contraire, la subsidence du bassin a permis l'accumulation d'une succession presque complète, de l'Ordovicien supérieur au Silurien inférieur.
Cette particularité permet de suivre, couche par couche, les deux phases de l'extinction de masse de l'Ordovicien-Silurien, la première des cinq grandes extinctions du Phanérozoïque, ainsi que la reconstitution des faunes au début du Silurien dans la Formation de Becscie. La partie supérieure de la formation enregistre aussi une excursion positive des isotopes du carbone, signal géochimique associé à l'épisode glaciaire et utilisé pour les corrélations à l'échelle mondiale.
Au cours des années 1970 et 1980, la succession d'Anticosti a été examinée comme candidate pour la définition de la limite entre l'Ordovicien et le Silurien ; la coupe de Dob's Linn, en Écosse, a finalement été retenue comme stratotype international.
Âge et corrélations
La Formation d'Ellis Bay est placée dans l'Ordovicien supérieur et en constitue, sur l'île, l'unité terminale. Selon les publications, son âge est exprimé dans différents cadres stratigraphiques :
- le Richmondien, étage régional nord-américain employé dans les travaux anciens ;
- le Gamachien, étage régional défini à partir des strates de l'île d'Anticosti pour désigner les couches les plus récentes de l'Ordovicien ;
- l'Ashgillien supérieur, dans la terminologie d'inspiration britannique utilisée par des travaux plus récents ;
- l'Hirnantien, dernier étage de l'Ordovicien dans l'échelle internationale actuelle, auquel la majeure partie de la formation est généralement rattachée.
Ces appellations ne se recouvrent pas toujours exactement, et chaque attribution doit être lue dans le cadre propre à la publication qui l'emploie. La position précise de la limite Ordovicien-Silurien par rapport au contact entre les formations d'Ellis Bay et de Becscie a d'ailleurs fait l'objet de discussions entre spécialistes, en fonction des critères biostratigraphiques et isotopiques retenus.
Intérêt scientifique et patrimonial
Les affleurements de la Formation d'Ellis Bay font de l'île d'Anticosti un laboratoire naturel pour l'étude des changements climatiques et biologiques anciens. Ils sont étudiés par des chercheurs d'universités québécoises, canadiennes et étrangères ainsi que par les services géologiques gouvernementaux.
La qualité de cet enregistrement fossile, avec celui des formations voisines, a été déterminante dans l'inscription d'Anticosti sur la Liste du patrimoine mondial de l'UNESCO en septembre 2023, reconnaissance fondée sur le témoignage exceptionnel que livre l'île sur la première extinction de masse de l'histoire de la vie animale.
La succession sédimentaire d'Anticosti a également été examinée dans le cadre de l'évaluation du potentiel en hydrocarbures du bassin, dont les roches mères se trouvent dans des unités ordoviciennes plus anciennes. La Formation d'Ellis Bay, en surface, sert surtout de repère cartographique et biostratigraphique pour l'interprétation de la géologie de l'île.