Définition et nomenclature
Le Groupe de Black River est une unité lithostratigraphique de rang de groupe. Il réunit des roches sédimentaires carbonatées déposées à l'Ordovicien. Son nom vient de la rivière Black, dans l'État de New York, où la succession a d'abord été décrite. La nomenclature a ensuite été étendue aux roches équivalentes des basses-terres du Saint-Laurent, au Québec.
Dans la littérature géologique québécoise, le groupe est traité comme l'un des grands ensembles de la séquence de plate-forme du Saint-Laurent. Il porte le nom de « Groupe de Black River » ou, plus simplement, de « Black River ». Plusieurs rapports du ministère responsable des ressources naturelles l'étudient conjointement avec le Groupe de Trenton. Ces publications parlent alors des « formations du Black River et du Trenton ».
Il ne faut pas confondre le Groupe de Black River avec le Groupe de Blake River. Malgré la ressemblance des noms, ce dernier est un ensemble volcanique archéen de la ceinture de roches vertes de l'Abitibi. Il n'a aucun lien stratigraphique avec les roches paléozoïques des basses-terres du Saint-Laurent.
Les limites du groupe et de ses formations varient selon les régions et les auteurs. Les descriptions locales doivent donc être rattachées au rapport et à la coupe géologique dont elles proviennent.
Position stratigraphique
Dans la succession sédimentaire des basses-terres du Saint-Laurent, le Groupe de Black River occupe une position intermédiaire au sein des carbonates ordoviciens :
| Position | Unité |
|---|---|
| Unité sus-jacente | Groupe de Trenton |
| Unité décrite | Groupe de Black River |
| Unité sous-jacente | Groupe de Chazy |
Il succède au Groupe de Chazy. Une lacune stratigraphique sépare toutefois parfois les deux ensembles, ce qui traduit une interruption de la sédimentation ou une érosion avant le dépôt du Black River. À son sommet, il passe au Groupe de Trenton, constitué principalement de calcaires fossilifères.
La séquence de plate-forme du Saint-Laurent comprend, de la base au sommet :
- les grès du Groupe de Potsdam ;
- les dolomies et calcaires du Groupe de Beekmantown ;
- les Groupes de Chazy, de Black River et de Trenton ;
- les shales et les unités silicoclastiques plus récentes de l'Ordovicien supérieur.
Le Groupe de Black River appartient donc à la partie carbonatée de cette succession. Cette partie précède l'arrivée des sédiments argileux liés à l'orogenèse taconienne.
Lithologie et subdivisions
Au Québec, le Groupe de Black River se compose principalement de calcaire et de dolomie. Les descriptions classiques le subdivisent en trois formations, de la base au sommet :
- Formation de Pamelia : unité basale, à dominante dolomitique dans plusieurs secteurs.
- Formation de Lowville : calcaires à grain fin, qui forment l'essentiel de la partie médiane du groupe.
- Formation de Leray : unité sommitale de calcaires, sous le contact avec le Groupe de Trenton.
La distinction entre ces formations ne se fait pas partout avec la même netteté. Un rapport portant sur les Laurentides précise que certaines roches ne peuvent être attribuées avec certitude à la Formation de Leray ou à celle de Lowville. Les lithologies observées et le tracé des limites dépendent donc des secteurs et des interprétations cartographiques.
Les propriétés pétrographiques des calcaires du Black River ont été examinées dans des études ministérielles. Ces travaux portent sur la texture, la composition minéralogique et la chimie des roches. Ils comparent généralement ces caractéristiques à celles des calcaires du Groupe de Trenton sus-jacent.
Épaisseur et répartition
Épaisseur
Le groupe est peu puissant dans les basses-terres du Saint-Laurent. La synthèse géologique de cette région indique une épaisseur qui ne dépasse pas 30 m. Ce chiffre est nettement inférieur aux épaisseurs observées dans l'État de New York.
Des travaux régionaux sur le secteur des Laurentides donnent des valeurs plus faibles. Ils rapportent une moyenne d'environ 21 m et signalent une coupe locale de seulement 1,8 m. Ces valeurs proviennent de secteurs et de sources différents. Elles illustrent la variabilité latérale de l'unité, qui s'amincit vers la bordure du Bouclier canadien.
Répartition au Québec
Les roches du groupe sont documentées dans plusieurs secteurs des basses-terres du Saint-Laurent :
- la région de Montréal ;
- la région de Joliette et le cours de la rivière Ouareau, dans Lanaudière ;
- la bordure sud des Laurentides ;
- le long de la rivière Jacques-Cartier, près de Pont-Rouge, dans la région de la Capitale-Nationale.
Les affleurements se situent généralement près de la marge nord de la plate-forme du Saint-Laurent. Les roches paléozoïques y reposent en discordance sur le socle précambrien de la province de Grenville. Ailleurs, le groupe est souvent recouvert par des unités plus récentes ou par des dépôts meubles quaternaires.
Contexte géologique
Le Groupe de Black River appartient à la plate-forme du Saint-Laurent. Cette province géologique est formée de roches sédimentaires paléozoïques peu déformées. Elles se sont déposées sur la marge du paléocontinent Laurentia, entre le Bouclier canadien au nord et les Appalaches au sud-est.
Au cours de l'Ordovicien, une mer peu profonde recouvrait cette marge continentale. Les carbonates du Chazy, du Black River et du Trenton s'y sont accumulés sous forme de boues calcaires et de sables carbonatés. La dolomie, la fréquence des calcaires à grain fin et la faible épaisseur de l'unité indiquent des milieux marins de faible profondeur, situés près de la limite de la plate-forme.
La transition vers le Groupe de Trenton marque un approfondissement progressif du bassin. Ce changement s'inscrit dans l'évolution régionale qui conduit, à l'Ordovicien supérieur, au dépôt de shales noirs puis de sédiments détritiques. Ces sédiments sont liés à la formation de la chaîne taconienne.
Ces roches ont été peu déformées après leur dépôt. Dans les basses-terres, elles conservent généralement un pendage faible, recoupé localement par des failles normales.
Études et intérêt économique
Le Groupe de Black River a fait l'objet de plusieurs publications du gouvernement du Québec. On les consulte aujourd'hui dans le système d'information géominière (SIGÉOM) de Géologie Québec :
- des études géologiques et géochimiques des formations du Black River et du Trenton (DP-296 et DP-498) ;
- une étude pétrographique de ces mêmes formations (DP-248) ;
- la synthèse sur la géologie des basses-terres du Saint-Laurent (MM 85-02) ;
- des rapports régionaux, notamment sur le sud-ouest des Laurentides (MM 82-01), ainsi que les rapports géologiques RG 148 et RG 157.
Les études pétrographiques et géochimiques évaluent les calcaires du Black River comme matière première potentielle. Elles examinent notamment leur composition chimique et leur pureté. Ces travaux associent souvent l'analyse du Black River à celle du Groupe de Trenton. Les calcaires de ce dernier, plus épais et plus étendus, sont exploités dans plusieurs carrières des basses-terres du Saint-Laurent.
La faible épaisseur du Black River limite son importance comme ressource autonome. Ses propriétés intéressent toutefois la caractérisation des gisements de pierre calcaire de la plate-forme. Elles servent aussi à la cartographie et à la corrélation stratigraphique de la région.