Dénomination et définition
L'expression « Fosse de l'Ungava » est l'appellation historique d'une bande allongée de roches paléoprotérozoïques plissées et charriées qui occupe le nord de la péninsule d'Ungava. Le terme « fosse » rappelle les anciennes interprétations géosynclinales, qui voyaient dans ces ensembles des bassins sédimentaires allongés, à l'image de la Fosse du Labrador située plus au sud-est. Dans la littérature géologique de langue anglaise, la même entité est surtout connue sous le nom de Cape Smith Belt (ceinture de Cape Smith), d'après le cap Smith, sur la côte de la baie d'Hudson.
Dans ses publications récentes, notamment le Lexique stratigraphique du Québec, le ministère responsable des ressources naturelles emploie de préférence l'expression « Orogène de l'Ungava » pour désigner l'entité régionale, qui englobe la fosse proprement dite et l'arc magmatique de Narsajuaq situé au nord. L'appellation « Fosse de l'Ungava » demeure néanmoins courante dans les documents gouvernementaux, les rapports d'exploration et les synthèses sur le potentiel minéral.
L'ensemble fait partie de la Province géologique de Churchill, l'une des grandes provinces du Bouclier canadien au Québec, et constitue un segment du système orogénique trans-hudsonien, chaîne de collision paléoprotérozoïque qui s'étend du Dakota du Sud jusqu'au Groenland en passant par la baie d'Hudson.
Situation géographique
La fosse se trouve dans la région administrative du Nord-du-Québec, sur le territoire du Nunavik, administré notamment par l'Administration régionale Kativik. Elle traverse la péninsule d'Ungava d'ouest en est, depuis le secteur du cap Smith et d'Akulivik, sur la baie d'Hudson, jusqu'aux environs de Kangiqsujuaq, sur le détroit d'Hudson.
La longueur de l'entité varie selon les délimitations retenues : le Lexique stratigraphique du Québec indique près de 300 km pour l'orogène, tandis qu'une synthèse ministérielle sur le potentiel minéral décrit une fosse s'étirant sur plus de 370 km. Ces écarts reflètent des définitions différentes des limites de l'ensemble.
Le territoire est situé au nord de la limite des arbres, dans un milieu de toundra arctique au pergélisol continu. Le relief, façonné par les glaciations du Quaternaire, se compose de plateaux et de collines où les roches affleurent largement, ce qui favorise la cartographie géologique. Les communautés inuites les plus proches des principaux secteurs miniers sont Salluit et Kangiqsujuaq ; l'accès se fait par avion et, pour le transport du minerai, par voie maritime à partir de la baie Déception, sur le détroit d'Hudson.
Cadre tectonique et évolution
La Fosse de l'Ungava témoigne d'un cycle tectonique complet, de la fragmentation d'un continent archéen à la collision de masses continentales.
Rifting et ouverture océanique
Vers 2,04 milliards d'années, la marge nord du craton archéen du Supérieur subit un étirement qui provoque la formation d'un rift. Des sédiments et des basaltes s'accumulent dans ce bassin, puis l'ouverture se poursuit jusqu'à la création d'une croûte océanique.
Volcanisme et arc magmatique
Un volcanisme abondant, en partie komatiitique, se développe ensuite sur la marge et dans le bassin. Au nord, la subduction de la lithosphère océanique alimente un arc magmatique, l'arc de Narsajuaq. Le ministère situe la formation de l'ensemble des roches de l'orogène entre environ 2,038 et 1,845 milliards d'années.
Collision et charriage
La fermeture de l'océan conduit à la collision entre le craton du Supérieur et les terrains situés au nord, dans le contexte régional de l'orogenèse trans-hudsonienne, datée entre 1,83 et 1,8 milliard d'années. Les roches de la fosse sont alors plissées, empilées en nappes et charriées vers le sud sur le socle archéen du Supérieur. Cette géométrie de nappes, partiellement isolées par l'érosion, donne à la ceinture sa forme actuelle de synclinorium allongé reposant sur des gneiss et des granitoïdes archéens.
La fragment de croûte océanique préservé dans le Groupe de Watts fait de la Fosse de l'Ungava l'un des exemples d'ophiolite paléoprotérozoïque les plus étudiés au monde.
Unités lithotectoniques
L'Orogène de l'Ungava se subdivise en plusieurs domaines lithotectoniques, délimités par des failles de chevauchement.
| Domaine | Caractéristiques principales |
|---|---|
| Domaine Sud | Séquences de rift et de marge continentale, incluant des roches sédimentaires et volcaniques ainsi que les basaltes et roches ultramafiques hôtes des gîtes de nickel |
| Domaine Nord | Nappes allochtones, dont le Groupe de Watts, terrane mafique et ultramafique interprété comme un fragment de lithosphère océanique, et des séquences volcaniques associées |
| Arc de Narsajuaq | Roches plutoniques et volcaniques d'arc magmatique, à la bordure nord de l'orogène |
Groupes stratigraphiques
Les principales unités décrites dans la littérature sont les suivantes :
- Groupe de Povungnituk : roches sédimentaires et volcaniques associées à la phase de rift, à la base de la séquence du Domaine Sud.
- Groupe de Chukotat : coulées de basaltes et de komatiites, accompagnées de filons-couches ultramafiques ; ses niveaux inférieurs encaissent la plupart des gisements de nickel-cuivre.
- Groupe de Watts : ensemble ophiolitique composé de roches plutoniques mafiques et ultramafiques et de laves, que les travaux géochimiques récents de Géologie Québec interprètent comme de la lithosphère océanique charriée.
- Groupe de Parent : séquences volcaniques et volcanosédimentaires du Domaine Nord, cartographiées notamment dans la région du lac Parent.
La nomenclature et les limites exactes de ces unités ont été révisées à plusieurs reprises au fil des campagnes de cartographie ; le Lexique stratigraphique du Québec en constitue la référence officielle.
Métamorphisme et structure
Les roches de la Fosse de l'Ungava sont principalement d'origine ignée et sédimentaire et ont subi un métamorphisme d'intensité variable. Les assemblages minéraux observés correspondent surtout aux faciès des schistes verts et des amphibolites, le degré métamorphique augmentant généralement vers les parties les plus profondes ou les plus déformées de l'empilement de nappes.
La structure de la ceinture est dominée par des failles de chevauchement à vergence sud et par des plis associés, résultat du transport des nappes vers le craton du Supérieur. Une faille majeure de chevauchement, la faille de Bergeron, sépare deux domaines métamorphiques et structuraux et marque la limite entre les ensembles du Domaine Sud et ceux du Domaine Nord.
Le contact basal de la ceinture avec le socle archéen correspond lui aussi à une zone de décollement. Les déformations tardives ont replissé l'empilement, ce qui explique la répétition de certaines unités et la complexité de la cartographie locale. Cette architecture tectonique contrôle directement la distribution des horizons ultramafiques minéralisés, souvent disposés en lentilles alignées le long de niveaux stratigraphiques précis.
Ressources minérales
La Fosse de l'Ungava est l'une des principales régions productrices de nickel au Québec. Les minéralisations de nickel-cuivre et d'éléments du groupe du platine (Ni-Cu-ÉGP) y sont associées à des roches ultramafiques d'origine komatiitique : les sulfures magmatiques se sont concentrés à la base de coulées ou de filons-couches, en particulier dans la partie inférieure du Groupe de Chukotat, au sein du Domaine Sud.
Exploitations
- Mine Raglan : complexe minier regroupant plusieurs gisements souterrains et à ciel ouvert, dans le secteur méridional de la fosse, entre Salluit et Kangiqsujuaq. Entré en production à la fin des années 1990, il expédie son concentré par la baie Déception. Son exploitation est encadrée par l'Entente Raglan, conclue avec les communautés inuites de la région.
- Mine Nunavik Nickel : exploitation plus récente regroupant plusieurs gisements de Ni-Cu-ÉGP de la même ceinture.
Les travaux ministériels recensent en outre de nombreux indices et gîtes de Ni-Cu-ÉGP sur toute la longueur de la ceinture. Le Domaine Nord a par ailleurs fait l'objet d'évaluations du potentiel pour l'or de type orogénique, et des minéralisations de cuivre, de zinc et de métaux précieux y sont également signalées.
L'activité minière dans la fosse relève de la Loi sur les mines du Québec et s'inscrit dans le régime de la Convention de la Baie-James et du Nord québécois, qui encadre l'aménagement du territoire du Nunavik.
Histoire des connaissances géologiques
Le nord de la péninsule d'Ungava est demeuré longtemps peu exploré par les géologues en raison de son éloignement et de son climat. Au milieu du XXe siècle, l'expansion minière vers le nord du Québec, documentée dès 1950 dans la revue Annales de géographie, attire l'attention des prospecteurs sur ces territoires. La découverte de sulfures de nickel dans la ceinture au cours des années 1950 et 1960 lance l'exploration systématique de la région.
Les premières cartes régionales sont produites par la Commission géologique du Canada et par le ministère québécois responsable des mines. Les décennies suivantes voient une transformation de l'interprétation : la « fosse », d'abord perçue comme un simple bassin sédimentaire, est réinterprétée à la lumière de la tectonique des plaques comme une ceinture de chevauchement comportant une ophiolite, un arc magmatique et une marge continentale.
Depuis les années 2000, Géologie Québec poursuit des programmes de cartographie, de géochimie et d'évaluation du potentiel minéral, dont les résultats sont versés au Système d'information géominière du Québec (SIGÉOM). Ces travaux ont conduit à la redéfinition de l'entité sous le nom d'Orogène de l'Ungava et à la précision de ses domaines et de sa chronologie.