Définition et nomenclature
La Formation de Mingan est une unité lithostratigraphique de rang formation, inscrite au Lexique stratigraphique du Québec tenu par Géologie Québec. Elle est rattachée à la province géologique de la plate-forme du Saint-Laurent et, plus précisément, au domaine de la plate-forme d'Anticosti, qui borde la Côte-Nord du golfe du Saint-Laurent.
Le nom de la formation provient de l'archipel de Mingan, qui en constitue la région type. L'archipel s'étend au large de la Côte-Nord, dans la municipalité régionale de comté de Minganie, entre les secteurs de Longue-Pointe-de-Mingan et de Havre-Saint-Pierre.
La formation est d'âge Ordovicien moyen. Dans l'archipel, elle succède à la Formation de Romaine, une unité dolomitique de l'Ordovicien inférieur, dont elle est séparée par une discordance. Les deux formations constituent l'essentiel de la succession paléozoïque exposée dans les îles de Mingan, et leurs faunes de trilobites ont fait l'objet d'études paléontologiques couvrant l'intervalle de l'Ibexien au Whiterockien tardif selon la chronostratigraphie nord-américaine.
La subdivision officielle reconnaît quatre membres :
- le Membre de Corbeau ;
- le Membre de Perroquet ;
- le Membre de Fantôme ;
- le Membre de Grande Pointe.
Ces noms renvoient à des lieux de l'archipel et de la côte voisine. Ensemble, ces membres regroupent seize lithofaciès décrits dans l'étude stratigraphique de référence publiée par le ministère québécois responsable des ressources naturelles.
Répartition et cadre structural
La Formation de Mingan affleure sur une bande d'environ 93 km d'est en ouest, le long de l'archipel de Mingan et de certains secteurs côtiers adjacents. Son épaisseur maximale rapportée dans l'archipel est d'environ 50 m.
Les strates de la formation sont peu déformées. Elles présentent généralement un faible pendage vers le sud, c'est-à-dire vers le golfe du Saint-Laurent et l'île d'Anticosti. Cette disposition traduit la position de l'archipel sur la bordure septentrionale d'un bassin sédimentaire dont les couches s'enfoncent progressivement sous le détroit de Jacques-Cartier.
Au nord, les roches paléozoïques de l'archipel reposent sur le socle précambrien de la province de Grenville, qui forme l'arrière-pays de la Côte-Nord. La succession ordovicienne de Mingan constitue ainsi l'une des rares fenêtres d'observation, à terre, des unités de la plate-forme d'Anticosti les plus anciennes.
Affleurements et sous-surface
Les travaux distinguent les affleurements de l'archipel des unités reconnues par forage dans le bassin d'Anticosti. Une étude de lithostratigraphie standardisée, fondée sur l'analyse des diagraphies de puits et réalisée à l'Institut national de la recherche scientifique (INRS), subdivise la Formation de Mingan conventionnelle en une unité inférieure et une unité supérieure. L'unité supérieure n'affleure pas : elle est interprétée uniquement à partir de forages implantés sous le détroit de Jacques-Cartier. Cette distinction a son importance pour la corrélation entre les coupes de surface de l'archipel et les successions plus épaisses du bassin.
Lithologie
La Formation de Mingan est composée principalement de lithofaciès calcaires. Une unité silicoclastique occupe sa base, au contact de la Formation de Romaine.
L'étude stratigraphique de référence décrit seize lithofaciès répartis dans les quatre membres de la formation. Ces lithofaciès se regroupent en trois grands ensembles :
| Ensemble | Nature dominante | Milieu de dépôt interprété |
|---|---|---|
| Inférieur | Siliciclastites basales | Péritidal |
| Médian | Calcaires | Péritidal et infratidal |
| Supérieur | Calcaires | Infratidal |
Le passage d'une sédimentation détritique à une sédimentation carbonatée, puis de calcaires de faible profondeur à des calcaires déposés sous le niveau des basses mers, reflète l'approfondissement progressif du milieu marin.
Le contraste lithologique entre la dolomie de la Formation de Romaine, sous-jacente, et les calcaires de la Formation de Mingan est l'un des repères de terrain les plus nets de l'archipel. Il correspond à une rupture majeure dans l'histoire sédimentaire de la région, marquée par la discordance qui sépare les deux formations.
Au sein même de la formation, une discordance intraformationnelle sépare généralement les calcaires de l'ensemble médian de ceux de l'ensemble supérieur. Cette surface, d'origine paléokarstique, témoigne d'une interruption de la sédimentation pendant laquelle les calcaires déjà déposés ont été exposés à l'air libre.
Milieux de dépôt et paléogéographie
Les dépôts de la Formation de Mingan enregistrent une transgression marine au début de l'Ordovicien moyen. Après une période d'émersion et d'érosion qui a affecté la Formation de Romaine, la mer a de nouveau envahi la bordure de la plate-forme.
Les siliciclastites basales se sont déposées en milieu péritidal, c'est-à-dire dans la zone comprise entre les niveaux des plus hautes et des plus basses mers et sur ses marges immédiates. Les calcaires qui leur succèdent se sont formés en milieux péritidal et infratidal, puis les calcaires supérieurs dans un milieu entièrement infratidal, sous le niveau des basses mers.
À l'Ordovicien, la région correspondait à la marge du paléocontinent Laurentia, bordée par l'océan Iapetus et située en latitudes tropicales. Ces conditions favorisaient une sédimentation carbonatée abondante sur de vastes plates-formes peu profondes, ainsi que le développement d'organismes constructeurs de récifs.
La succession de l'archipel de Mingan fait partie de l'ensemble des dépôts de plate-forme carbonatée qui se sont accumulés sur la marge laurentienne depuis le Cambrien. Elle est corrélée avec des unités de même âge reconnues ailleurs dans l'est de l'Amérique du Nord, notamment dans les basses-terres du Saint-Laurent et à Terre-Neuve, ce qui en fait un jalon pour la reconstitution de l'histoire de cette marge.
Paléokarst et surfaces d'émersion
La Formation de Mingan est un exemple classique de paléokarst paléozoïque. Les travaux d'André Desrochers et de Noel P. James, publiés à la fin des années 1980, décrivent des surfaces karstiques et souterraines anciennes ainsi que des indices d'émersion dans les carbonates ordoviciens de l'archipel.
Deux surfaces majeures retiennent l'attention :
- la discordance de base, entre la Formation de Romaine et la Formation de Mingan, qui marque une longue période d'exposition subaérienne de la plate-forme ;
- la discordance intraformationnelle, qui sépare généralement les calcaires des ensembles médian et supérieur de la Formation de Mingan.
Ces surfaces portent les traces d'une dissolution des carbonates par les eaux météoriques : reliefs irréguliers, cavités et remplissages de sédiments plus jeunes. Elles témoignent de variations du niveau marin relatif qui ont exposé la plate-forme à l'air libre à plusieurs reprises au cours de l'Ordovicien.
L'étude de ces paléokarsts intéresse à la fois la stratigraphie séquentielle, qui s'appuie sur les surfaces d'émersion pour délimiter les séquences de dépôt, et la géologie des réservoirs, puisque les zones karstifiées peuvent accroître la porosité des roches carbonatées. Les carbonates ordoviciens du bassin d'Anticosti ont d'ailleurs fait l'objet de travaux d'exploration pétrolière et gazière, dont plusieurs forages ont servi à préciser la stratigraphie de sous-surface de la formation.
Paléontologie
Les calcaires de la Formation de Mingan renferment une faune marine variée, caractéristique des plates-formes carbonatées tropicales de l'Ordovicien moyen. On y reconnaît notamment des fossiles récifaux, associés à des organismes constructeurs qui ont édifié des structures bioconstruites sur le fond marin peu profond.
Les trilobites de la Formation de Romaine et de la Formation de Mingan ont fait l'objet d'une étude systématique publiée dans le Journal of Paleontology. Ces faunes couvrent l'intervalle compris entre l'Ibexien et le Whiterockien tardif, selon la chronostratigraphie nord-américaine, et contribuent à la datation et à la corrélation des unités de l'archipel.
Les fossiles visibles sur les affleurements littoraux de l'archipel figurent parmi les éléments d'intérêt de l'aire protégée. Ils illustrent la diversification de la vie marine qui caractérise l'Ordovicien, période marquée à l'échelle mondiale par une augmentation importante du nombre de groupes d'invertébrés marins.
En raison du statut de protection de l'archipel, le prélèvement de fossiles et de roches y est encadré par la réglementation applicable aux aires patrimoniales fédérales. La documentation paléontologique de la formation repose principalement sur les collections constituées lors des campagnes de recherche scientifique.
Formes d'érosion et patrimoine
L'archipel de Mingan est connu pour ses monolithes, des colonnes et des arches de calcaire sculptées par l'érosion, ainsi que pour ses formes karstiques littorales. Ces reliefs sont façonnés dans les roches carbonatées ordoviciennes de l'archipel, dont la Formation de Mingan.
Leur formation résulte de l'action combinée de plusieurs processus survenus après la dernière glaciation :
- le relèvement isostatique de la croûte terrestre, libérée du poids de l'inlandsis, qui a progressivement fait émerger les îles ;
- l'érosion marine par les vagues et les glaces, qui a attaqué les falaises au fur et à mesure de leur émersion ;
- l'action du gel et du dégel, qui fragmente les calcaires le long des plans de stratification et des fractures ;
- la dissolution chimique des carbonates, à l'origine de formes karstiques de surface.
La faible déformation des strates et la présence de lits de résistance inégale favorisent l'apparition de silhouettes caractéristiques, plus larges au sommet qu'à la base dans certains cas.
Protection
La majeure partie de l'archipel est comprise dans la réserve de parc national de l'Archipel-de-Mingan, administrée par Parcs Canada et créée en 1984. Le patrimoine géologique, et en particulier les affleurements de la Formation de Mingan, y constitue un élément central de la mise en valeur et de l'interprétation offertes aux visiteurs.
Historique des travaux
La géologie de la région de Havre-Saint-Pierre et des îles de Mingan a fait l'objet de plusieurs rapports publiés par le service géologique du gouvernement du Québec, qui ont établi les grandes lignes de la succession paléozoïque de l'archipel et de ses relations avec le socle précambrien.
La stratigraphie moderne de la Formation de Mingan repose principalement sur les travaux d'André Desrochers, dont l'étude Stratigraphie de l'Ordovicien de la région de l'archipel de Mingan (manuscrit MM 87-01, Géologie Québec) a défini la subdivision en membres et décrit les seize lithofaciès de la formation. Un rapport géologique consacré à la stratigraphie de l'archipel complète cette documentation.
À la fin des années 1980, Desrochers et Noel P. James ont publié une synthèse sur les paléokarsts de surface et de sous-surface des carbonates de l'Ordovicien moyen des îles de Mingan, dans un ouvrage collectif consacré au paléokarst.
Par la suite, les travaux portant sur le bassin d'Anticosti, notamment à l'INRS, ont intégré la Formation de Mingan dans une lithostratigraphie standardisée fondée sur les diagraphies de forage. Ces études ont permis de distinguer une unité supérieure connue uniquement en sous-surface, sous le détroit de Jacques-Cartier.
La formation est aujourd'hui répertoriée dans le Lexique stratigraphique de Géologie Québec et dans le système d'information géominière du Québec (SIGÉOM), qui en fournissent la définition officielle.