Définition et nomenclature
Le Groupe de Potsdam tire son nom de la localité de Potsdam, dans le nord de l'État de New York, où ses grès ont été décrits au XIXe siècle. Le terme « grès de Potsdam » a d'abord désigné l'ensemble des grès de base paléozoïques de la région. Il a ensuite été étendu à l'est de l'Ontario et au sud-ouest du Québec. Le rang de « groupe » s'est imposé lorsque des subdivisions en formations ont été reconnues.
La nomenclature varie selon le territoire :
| Territoire | Unité inférieure | Unité supérieure |
|---|---|---|
| Québec | Formation de Covey Hill | Formation de Cairnside |
| Est de l'Ontario | Formation de Covey Hill | Formation de Nepean |
| Nord de l'État de New York | Membre d'Ausable | Membre de Keeseville |
Les travaux de la Commission géologique du Canada ont proposé un cadre stratigraphique et structural commun pour l'est de l'Ontario, l'ouest du Québec et le nord de l'État de New York. Les corrélations entre ces régions et l'attribution exacte des âges ont évolué avec les études successives. Elles doivent donc être rapportées à la source utilisée.
Stratigraphie et lithologie
Le Groupe de Potsdam constitue l'unité la plus ancienne de la couverture sédimentaire de la plate-forme du Saint-Laurent. Il repose en discordance d'érosion sur les roches métamorphiques et ignées de la Province de Grenville. Il est surmonté par les dépôts dolomitiques et carbonatés du Groupe de Beekmantown.
Formation de Covey Hill
La Formation de Covey Hill occupe la base du groupe. Elle se compose surtout de grès feldspathiques (arkoses et sous-arkoses), souvent mal triés, de teinte rougeâtre, rosée ou grisâtre. Elle contient aussi des interlits de conglomérat à galets de quartz et de roches du socle. Sa composition reflète une érosion rapide du socle précambrien voisin.
Formation de Cairnside
La Formation de Cairnside surmonte celle de Covey Hill. Elle est formée de grès quartzeux (quartzarénites) bien triés et très riches en silice. Ses lits sont généralement de couleur claire et montrent fréquemment des stratifications obliques. Sa maturité minéralogique plus élevée indique un remaniement prolongé des sédiments.
Passage au Groupe de Beekmantown
Au sommet, les grès de Cairnside passent à des grès dolomitiques puis à des dolomies. Cette transition marque le passage d'une sédimentation détritique à une sédimentation carbonatée de plate-forme.
Répartition au Québec
Au Québec, le Groupe de Potsdam se trouve en bordure de la plate-forme du Saint-Laurent, au contact du socle grenvillien. Il est particulièrement bien exposé dans le sud-ouest de la province. Ailleurs, il est généralement enfoui sous des unités sédimentaires plus jeunes et n'est connu que par forages.
Principales zones d'affleurement :
- Suroît (Montérégie) : région de Havelock et de Hemmingford, près de la frontière américaine. La colline de Covey Hill, qui a donné son nom à la formation inférieure, s'y élève. Les secteurs de Beauharnois et de Melocheville, en bordure du fleuve Saint-Laurent, présentent aussi des grès du groupe.
- Laurentides : des roches de la Formation de Cairnside sont décrites dans le sud-ouest de la région, notamment dans le secteur de Mirabel et des environs d'Oka.
- Bordure de la rivière des Outaouais : des grès de base apparaissent localement le long du contact avec le socle.
Les cartes et mémoires de Géologie Québec, ainsi que la base de données SIGÉOM du ministère responsable des ressources naturelles, demeurent les références principales pour préciser la présence locale de ces roches.
Histoire géologique et milieu de dépôt
Le Groupe de Potsdam s'est déposé après une longue période d'érosion de la chaîne grenvillienne. Celle-ci avait été arasée à la fin du Mésoprotérozoïque et au cours du Néoprotérozoïque. Sa sédimentation est liée à l'ouverture de l'océan Iapetus et à l'affaissement de la marge du continent Laurentia. Ce processus a entraîné la formation de bassins, dont les fossés d'Ottawa-Bonnechère et le bassin de la plate-forme du Saint-Laurent.
La Formation de Covey Hill est généralement interprétée comme un dépôt continental, principalement fluviatile. Il se serait formé dans des cônes alluviaux et des réseaux de chenaux en tresses alimentés par le socle. En l'absence de couvert végétal terrestre à cette époque, les sédiments étaient transportés et déposés rapidement.
La Formation de Cairnside correspond à un milieu côtier et marin peu profond. Ce milieu comprenait des estrans, des plages et des champs de dunes, et il a été envahi progressivement par la transgression marine cambrienne. Le passage aux carbonates du Groupe de Beekmantown traduit l'installation d'une mer épicontinentale chaude sur la plate-forme.
Le groupe représente ainsi la phase détritique initiale du remplissage du bassin. Les autres unités de la plate-forme du Saint-Laurent, jusqu'aux shales de l'Ordovicien supérieur, se sont déposées par-dessus.
Traces fossiles
Les grès du Groupe de Potsdam contiennent peu de fossiles corporels. Ils sont toutefois connus pour leurs traces fossiles (ichnofossiles), conservées sur des surfaces de dépôt d'origine littorale. Au XIXe siècle, des pistes découvertes dans les grès des environs de Beauharnois ont attiré l'attention de la Commission géologique du Canada, alors dirigée par William Edmond Logan. Elles ont été rattachées à l'ichnogenre Protichnites, interprété comme des traces d'arthropodes.
Les traces de type Climactichnites, attribuées à des organismes au corps mou se déplaçant sur des sables intertidaux, sont également connues dans les grès de Potsdam de la région. Ces empreintes comptent parmi les plus anciens indices de déplacement d'animaux hors de l'eau ou en bordure de celle-ci. Elles confèrent au groupe un intérêt paléontologique notable.
Ressources et usages
Pierre de taille
Les grès du Groupe de Potsdam sont durs et résistants à l'altération. Ils ont été largement exploités comme pierre de taille et comme moellons dans le sud-ouest du Québec, l'est de l'Ontario et le nord de l'État de New York. On les trouve dans des bâtiments religieux, institutionnels et résidentiels, ainsi que dans des ouvrages d'art et des murs de soutènement.
Silice industrielle
Les quartzarénites de la Formation de Cairnside présentent une forte teneur en silice. Elles ont été exploitées comme source de silice industrielle, notamment dans la région des Laurentides, au nord de Montréal. Les synthèses de Géologie Québec sur les ressources minérales de la grande région de Montréal recensent ces gisements.
Granulats
Localement, les grès du groupe ont également fourni des matériaux de construction concassés.
Hydrogéologie
Les grès du Groupe de Potsdam sont fracturés, ce qui leur confère une perméabilité notable. Ils forment l'un des principaux aquifères rocheux du sud-ouest du Québec. Dans le bassin versant de la rivière Châteauguay et sur le versant du mont Covey Hill, des études hydrogéologiques de la Commission géologique du Canada et de partenaires universitaires en ont précisé le rôle dans l'alimentation en eau potable des municipalités et des exploitations agricoles.
Sur le flanc de Covey Hill, la résurgence d'eaux souterraines provenant de ces grès alimente des milieux humides, dont une tourbière d'intérêt écologique. L'aquifère s'étend de part et d'autre de la frontière canado-américaine. Sa gestion relève donc d'enjeux transfrontaliers.
Dans les études du potentiel en hydrocarbures des basses-terres du Saint-Laurent, le Groupe de Potsdam est en outre considéré comme un réservoir possible. Il se trouve à la base de la séquence sédimentaire.