Dénomination et historique
Le nom « Caldwell » a été introduit en 1921 par le géologue MacKay pour désigner des roches observées dans le secteur de Saint-Joseph-de-Beauce, dans la vallée de la rivière Chaudière. L'unité a été élevée au rang de groupe en 1957 par Béland, à la suite de travaux de cartographie régionale menés dans les Appalaches du Québec.
Au cours du XXe siècle, le Groupe de Caldwell a été reconnu et cartographié dans plusieurs feuillets géologiques publiés par le ministère des Richesses naturelles du Québec et ses successeurs, ainsi que par la Commission géologique du Canada. Ces travaux couvrent notamment les régions de Saint-Magloire et de Rosaire, de Saint-Victor et de Thetford Mines, de Windsor, de Drummondville et des cantons de Cleveland, de Kingsey et de Shipton. La définition de l'unité est consignée dans le Lexique stratigraphique tenu par Géologie Québec.
Comme beaucoup d'unités appalachiennes définies avant l'essor de la tectonique des plaques, le Groupe de Caldwell a fait l'objet de redéfinitions successives. Ses limites, son contenu lithologique et ses corrélations avec les unités voisines varient selon les auteurs et les secteurs cartographiés.
Description lithologique
Le Groupe de Caldwell est constitué principalement de roches sédimentaires détritiques. Les lithologies décrites dans les rapports régionaux sont les suivantes :
- grès feldspathiques ou grauwackes, souvent décrits comme la lithologie dominante ;
- siltstones, ardoises et phyllades, issus de la transformation de pélites ;
- quartzites, présents dans certains secteurs ;
- roches volcaniques mafiques, notamment des basaltes, signalées localement.
Les couleurs rouge et verte sont fréquemment mentionnées dans les pélites et les grès, et constituent un critère de reconnaissance de l'unité sur le terrain.
Variations régionales
L'assemblage n'est pas identique d'un secteur à l'autre. En Beauce, le groupe comprend des grès feldspathiques, des pélites et des volcanites. Dans la région de Richmond, en Estrie, il est plutôt décrit comme une succession de wackes lithiques et de phyllades, sans roches volcaniques rapportées. Ces différences traduisent à la fois des variations de faciès originelles et des choix d'interprétation propres à chaque campagne de cartographie.
Répartition géographique
Le Groupe de Caldwell affleure dans le domaine appalachien du sud-est du Québec, sous forme de bandes discontinues orientées selon la direction générale de la chaîne, du sud-ouest au nord-est. La largeur de ces bandes varie selon les secteurs.
Les principaux secteurs où l'unité a été cartographiée sont :
| Secteur | Région administrative |
|---|---|
| Saint-Joseph-de-Beauce | Chaudière-Appalaches |
| Saint-Magloire et Rosaire | Chaudière-Appalaches |
| Saint-Victor et Thetford Mines | Chaudière-Appalaches |
| Richmond, cantons de Cleveland, Kingsey et Shipton | Estrie |
| Windsor | Estrie |
| Région de Drummondville (partie) | Centre-du-Québec |
La région de l'Estrie et de la Beauce a fait l'objet d'une compilation géologique qui situe le Groupe de Caldwell parmi les autres unités appalachiennes du secteur. Dans la région de Thetford Mines, l'unité côtoie les ensembles ophiolitiques et les roches du domaine océanique, ce qui en fait un élément du découpage structural de cette région minière.
Âge et stratigraphie
L'âge du Groupe de Caldwell demeure incertain. On l'attribue généralement à l'intervalle éocambrien à cambrien, mais les interprétations publiées divergent :
- plusieurs travaux anciens ou régionaux le placent au Cambrien ;
- d'autres proposent un intervalle Cambrien–Ordovicien inférieur ;
- certains auteurs envisagent des âges distincts selon les secteurs, ce qui remet en question l'unité même du groupe à l'échelle régionale.
L'absence de fossiles signalée dans les études complique la datation. Les géologues se sont donc appuyés sur les relations stratigraphiques avec les unités voisines, sur des corrélations régionales et sur des interprétations tectoniques et paléogéographiques. Les relations de contact avec les unités encaissantes et la corrélation d'un secteur à l'autre ne sont pas uniformément établies, si bien que la position stratigraphique exacte du groupe reste ouverte à révision.
Structure et métamorphisme
Le Groupe de Caldwell est déformé et métamorphisé à divers degrés. Les pélites originelles ont été transformées en ardoises et en phyllades, ce qui témoigne d'un métamorphisme régional de degré faible à modéré selon les secteurs.
Les rapports de cartographie décrivent notamment :
- des plis à différentes échelles ;
- des zones de cisaillement ;
- des contacts faillés avec les unités voisines.
Cette déformation est rattachée à l'histoire tectonique des Appalaches, marquée par plusieurs épisodes orogéniques au Paléozoïque. Le caractère souvent faillé des contacts explique en partie la difficulté à établir la succession stratigraphique originelle et à corréler les bandes discontinues entre elles.
Contexte géologique
Le Groupe de Caldwell appartient à la province géologique des Appalaches, qui occupe le sud-est du Québec, au sud du fleuve Saint-Laurent. Cette chaîne s'est édifiée au Paléozoïque lors de la fermeture de l'océan Iapetus et de collisions successives contre l'ancienne marge du continent laurentien.
Les unités sédimentaires détritiques d'âge éocambrien à cambrien des Appalaches québécoises, riches en grès feldspathiques et parfois associées à des volcanites mafiques, sont généralement interprétées comme des dépôts liés à l'ouverture de l'océan Iapetus et au développement de la marge laurentienne. La place précise du Groupe de Caldwell dans ce cadre paléogéographique fait toutefois l'objet d'interprétations variées dans la littérature régionale.
Dans la région de Thetford Mines et des environs, l'unité côtoie des roches du domaine océanique, dont les complexes ophiolitiques connus pour leurs anciens gisements d'amiante. Son étude contribue ainsi à la compréhension des relations entre les roches de la marge continentale et celles de l'ancien domaine océanique dans les Appalaches du Québec.