Définition et nomenclature
La Formation de Beauharnois est une unité lithostratigraphique de rang formation, intégrée au Groupe de Beekmantown. Son nom provient de la ville de Beauharnois, située sur la rive sud du fleuve Saint-Laurent, dans la région administrative de la Montérégie, au sud-ouest de Montréal.
Dans la succession de la plate-forme du Saint-Laurent, le Groupe de Beekmantown réunit deux formations principales :
- la Formation de Theresa, à la base, de composition mixte gréseuse et dolomitique ;
- la Formation de Beauharnois, au sommet, essentiellement dolomitique.
Le nom « Beekmantown » est emprunté à la stratigraphie de l'État de New York, où des roches de même âge ont été décrites dès le XIXe siècle. Au Québec, les rapports régionaux du ministère responsable des ressources naturelles, en particulier ceux consacrés à la région de Montréal et aux feuilles de Laval et de Lachine, ont précisé la définition de la formation, ses limites et sa répartition.
Les subdivisions internes, les épaisseurs et les corrélations retenues pour la formation varient selon les secteurs cartographiés et selon les auteurs. Les rapports régionaux rappellent que ces paramètres sont propres à chaque région étudiée et ne peuvent être généralisés à l'ensemble de la plate-forme.
Contexte géologique
La Formation de Beauharnois appartient à la plate-forme du Saint-Laurent, l'une des grandes provinces géologiques du Québec. Cette plate-forme est formée de roches sédimentaires paléozoïques, peu déformées, reposant en discordance sur le socle précambrien de la Province de Grenville.
Au Cambrien et à l'Ordovicien, la région correspondait à la marge passive du continent Laurentia, en bordure de l'océan Iapetus. Le continent se trouvait alors à des latitudes tropicales, ce qui favorisait la sédimentation carbonatée dans des mers épicontinentales chaudes et peu profondes.
Succession régionale
La séquence type des Basses-Terres du Saint-Laurent, de la base au sommet, comprend notamment :
| Unité | Lithologie dominante | Période |
|---|---|---|
| Groupe de Potsdam | Grès | Cambrien à Ordovicien inférieur |
| Groupe de Beekmantown (Theresa, Beauharnois) | Grès dolomitique, dolomie | Ordovicien inférieur |
| Groupe de Chazy | Calcaire, grès | Ordovicien moyen |
| Groupes de Black River et de Trenton | Calcaire | Ordovicien moyen à supérieur |
| Groupe d'Utica et unités sus-jacentes | Shale | Ordovicien supérieur |
La Formation de Beauharnois occupe ainsi une position intermédiaire entre les grès de la base de la séquence et les calcaires de l'Ordovicien moyen. Elle repose sur la Formation de Theresa et est recouverte par des unités du Groupe de Chazy. La nature précise de ces contacts varie d'un secteur à l'autre.
Lithologie
La Formation de Beauharnois est constituée principalement de dolomie, une roche carbonatée composée surtout du minéral dolomite, un carbonate double de calcium et de magnésium.
Les descriptions régionales font état des caractéristiques suivantes :
- dolomie généralement grise, à grain fin ou très fin ;
- faciès localement silteux, gréseux ou argileux ;
- intercalations de calcaire dolomitique ;
- lits minces de shale et de grès, plus fréquents vers la base de la formation, près du contact avec la Formation de Theresa.
La proportion relative de ces lithologies varie selon les secteurs. Les rapports régionaux décrivent également des variations latérales d'épaisseur, liées à la fois aux conditions de dépôt et à l'érosion ultérieure.
Dolomitisation
Le caractère dolomitique de la formation résulte en grande partie de la dolomitisation, processus par lequel des sédiments ou des roches calcaires sont transformés en dolomie par l'apport de magnésium. Les synthèses géologiques évoquent ce phénomène dans l'interprétation de la formation. La dolomitisation peut oblitérer partiellement les structures sédimentaires et les fossiles d'origine, ce qui explique en partie la rareté relative des restes organiques bien conservés.
Paléontologie et milieu de dépôt
Les fossiles sont généralement peu abondants dans la Formation de Beauharnois, mais des restes fossiles et des indices paléontologiques sont rapportés dans certaines parties de la formation. Elle est notamment reconnue pour ses traces fossiles, c'est-à-dire des empreintes, terriers ou pistes laissés par des organismes marins primitifs plutôt que les organismes eux-mêmes.
Ces traces renseignent sur l'activité biologique au fond de la mer ordovicienne : déplacement, alimentation et creusement dans les sédiments meubles. Elles sont d'autant plus précieuses que la dolomitisation a souvent détruit les coquilles et autres parties dures des organismes.
Interprétation paléoenvironnementale
Les interprétations géologiques associent le dépôt de la Formation de Beauharnois à un milieu marin peu profond. Les rapports anciens décrivent des conditions marines fluctuantes, tandis que les synthèses plus récentes évoquent des environnements de faible profondeur, propres aux vastes plates-formes carbonatées qui bordaient Laurentia à l'Ordovicien inférieur.
Dans ce contexte, les variations de faciès entre dolomie pure, dolomie silteuse ou gréseuse et lits de shale reflètent des changements dans l'apport de sédiments détritiques et dans le niveau marin relatif.
Répartition au Québec
La Formation de Beauharnois est documentée dans les Basses-Terres du Saint-Laurent. Elle a été cartographiée notamment :
- dans la grande région de Montréal, y compris les secteurs des feuilles de Laval et de Lachine ;
- au sud-ouest de Montréal, dans la région de Beauharnois et de Candiac, en Montérégie ;
- au nord-ouest de Montréal, dans la région de Lachute et dans le sud-ouest des Laurentides ;
- au sud-est de Montréal, dans les secteurs de la vallée du Richelieu.
Plus à l'est, la formation est reconnue en profondeur, dans des forages pétroliers et gaziers, notamment dans les régions de Sorel, de Bécancour et du bloc de Nicolet, où les puits ont permis d'établir des corrélations entre les unités de la plate-forme.
Dans une grande partie des Basses-Terres, la roche en place est recouverte par des dépôts quaternaires : till laissé par les glaciers et argiles marines de la mer de Champlain. Les affleurements sont donc localisés, souvent dans les carrières, les berges de cours d'eau ou les zones où la couverture meuble est mince. L'épaisseur de la formation varie d'un secteur à l'autre selon les cartes et rapports régionaux.
Intérêt appliqué
Comme les autres unités carbonatées des Basses-Terres du Saint-Laurent, la Formation de Beauharnois présente un intérêt pour plusieurs domaines appliqués.
Ressources minérales
Les inventaires des ressources minérales de la grande région de Montréal recensent les unités carbonatées de la plate-forme comme sources de pierre concassée et de granulats. Le potentiel des roches sédimentaires du Québec en pierre architecturale et ornementale a aussi fait l'objet d'évaluations par le ministère responsable des ressources naturelles.
Géotechnique et hydrogéologie
Les levés géotechniques, comme celui de la région de Beauharnois–Candiac, tiennent compte de la nature du roc et de la couverture meuble pour les travaux d'infrastructure. Les roches dolomitiques fracturées des Basses-Terres sont par ailleurs étudiées comme aquifères au roc.
Exploration des hydrocarbures
Les dolomies du Groupe de Beekmantown ont été traversées par de nombreux forages d'exploration pétrolière et gazière dans la plate-forme du Saint-Laurent. Les diagraphies et corrélations de puits, notamment dans le bloc de Nicolet, documentent la formation en profondeur.