Définition et nomenclature
En géologie structurale, une nappe (ou nappe de charriage) est un ensemble de roches déplacé sur une grande distance le long de failles de chevauchement à faible pendage, puis superposé à des terrains qui ne sont pas les siens. Les roches d'une nappe sont dites allochtones, par opposition aux roches autochtones restées en place sous elle.
L'expression « nappe de Québec » renvoie à la nappe du Promontoire de Québec, nom employé dans les rapports de cartographie régionale de Géologie Québec. Ces travaux la distinguent des autres nappes et écailles de chevauchement qui composent la mosaïque allochtone de la région, notamment :
- la nappe de la Chaudière ;
- la nappe de Bacchus ;
- l'écaille de la Pointe-de-Lévy ;
- l'écaille de Sainte-Pétronille.
Le terme ne doit pas être confondu avec la notion hydrogéologique de nappe d'eau souterraine (aquifère), qui désigne une réalité sans rapport avec la tectonique.
Situation et limites
La nappe du Promontoire de Québec occupe le cœur de l'agglomération de Québec, de part et d'autre du fleuve Saint-Laurent, dans les régions administratives de la Capitale-Nationale et de Chaudière-Appalaches. Selon la cartographie régionale, elle forme dans ce secteur le front presque continu des roches allochtones des Appalaches.
Elle affleure depuis la rive sud du Saint-Laurent, à l'ouest de Saint-Nicolas (aujourd'hui un secteur de la ville de Lévis), jusqu'à la côte nord, et comprend les assises rocheuses de la Haute-Ville de Québec.
Limites
| Direction | Unité ou structure limitrophe |
|---|---|
| Nord-ouest | Ligne de Logan, au-delà de laquelle s'étendent les roches autochtones de la plate-forme du Saint-Laurent |
| Sud et est | Nappe de la Chaudière, nappe de Bacchus |
| Sud et est | Écailles de la Pointe-de-Lévy et de Sainte-Pétronille |
La ligne de Logan, du nom du géologue William Edmond Logan, fondateur de la Commission géologique du Canada, marque à l'échelle du Québec méridional la limite entre la province géologique des Appalaches et celle de la plate-forme du Saint-Laurent. Dans la région de Québec, elle correspond à la bordure nord-ouest de la nappe du Promontoire.
Stratigraphie
Les roches de la nappe du Promontoire de Québec sont des roches sédimentaires déposées en bordure de l'ancien continent laurentien, puis déplacées vers le nord-ouest lors de la formation des Appalaches.
Deux formations y sont particulièrement décrites dans les synthèses portant sur le secteur urbain de Québec :
- Formation de la Citadelle : unité composée notamment de conglomérats, qui affleure dans le secteur du cap Diamant et de la Citadelle, d'où son nom ;
- Formation de la Ville de Québec : calcaires argileux et shales d'âge ordovicien moyen, qui recouvrent les conglomérats de la Formation de la Citadelle.
Cette succession, où des roches grossières sont surmontées par une alternance de calcaires argileux et de shales, est caractéristique des dépôts de talus et de bassin profond du domaine externe de la zone de Humber, la subdivision la plus occidentale des Appalaches québécoises.
La nappe se distingue ainsi de la nappe de la Chaudière, voisine au sud et à l'est, formée de roches cambriennes du Groupe de Sillery, donc nettement plus anciennes que les shales et calcaires ordoviciens de la Formation de la Ville de Québec.
Structure et mise en place
La nappe du Promontoire de Québec est un lambeau de chevauchement : un panneau de roches détaché de son lieu d'origine, au sud-est, et poussé vers le nord-ouest par-dessus les terrains autochtones de la plate-forme du Saint-Laurent. Le contact basal de la nappe, au front de l'édifice appalachien, correspond à la ligne de Logan.
Selon la cartographie régionale, l'ensemble des unités allochtones de la région de Québec s'est mis en place au cours de l'Ordovicien moyen et supérieur. Les nappes et les écailles se sont empilées les unes sur les autres, ce qui explique la juxtaposition, sur de courtes distances, de roches d'âges et de faciès différents.
Dans la région de Québec, la structure se présente comme suit, du nord-ouest vers le sud-est :
- les roches autochtones de la plate-forme du Saint-Laurent, au nord-ouest de la ligne de Logan ;
- la nappe du Promontoire de Québec, qui forme le front allochtone ;
- les nappes et écailles plus internes, dont la nappe de la Chaudière, limitée par la ligne de Logan et la faille du Foulon, ainsi que la nappe de Bacchus et les écailles de la Pointe-de-Lévy et de Sainte-Pétronille.
Cette disposition fait de la région de Québec un secteur de référence pour l'étude du front des Appalaches dans le sud du Québec.
Contexte tectonique
La mise en place de la nappe est rattachée à l'orogenèse taconienne, premier des grands épisodes de formation de montagnes qui ont façonné les Appalaches. Au cours de l'Ordovicien, la fermeture progressive de l'océan Iapetus a entraîné la collision de la marge orientale du continent laurentien avec des arcs volcaniques océaniques.
Lors de cette collision, les sédiments accumulés sur la marge continentale et dans les bassins voisins ont été décollés, plissés et charriés vers le nord-ouest, en direction de l'intérieur du continent. Les nappes du domaine externe de la zone de Humber, dont la nappe du Promontoire de Québec, sont les témoins de ce charriage.
À l'échelle du Québec, la province géologique des Appalaches s'étend au sud-est du fleuve Saint-Laurent, de l'Estrie jusqu'à la Gaspésie. La région de Québec est l'un des rares endroits où le front appalachien franchit le fleuve pour atteindre la rive nord, ce qui explique que la Haute-Ville repose sur des roches appalachiennes alors que les basses terres voisines appartiennent à la plate-forme du Saint-Laurent.
Relief et patrimoine urbain
Le promontoire de Québec, sur lequel s'élèvent la Haute-Ville, la Citadelle et le cap Diamant, est l'expression topographique de la nappe. Les roches allochtones, plus résistantes que les roches tendres des terrains environnants, forment un relief en saillie qui domine le fleuve Saint-Laurent et la vallée de la rivière Saint-Charles.
Ce relief a joué un rôle déterminant dans l'histoire de Québec : la position élevée et escarpée du promontoire, au rétrécissement du fleuve, a favorisé l'établissement d'une place forte et l'aménagement des fortifications. La distinction entre Haute-Ville et Basse-Ville, qui structure encore le Vieux-Québec, découle directement de cette configuration géologique.
Les affleurements de la nappe dans le milieu urbain servent de support à la vulgarisation scientifique. Géologie Québec a notamment publié un guide d'excursion géologique en milieu urbain consacré au parcours entre la place D'Youville et l'avenue Saint-Denis, qui présente les formations de la Citadelle et de la Ville de Québec ainsi que les grandes structures de chevauchement de la région.
Cartographie et études
La connaissance de la nappe du Promontoire de Québec repose principalement sur les travaux de cartographie régionale du gouvernement du Québec et de la Commission géologique du Canada.
- Le rapport MB 94-40, Géologie de la région de Québec, publié par le ministère responsable des ressources naturelles, définit les nappes et écailles de la région, dont la nappe du Promontoire de Québec, et en précise les limites.
- Le document GT 2013-03, De Place d'Youville à l'avenue Saint-Denis, propose une synthèse géologique du secteur urbain de Québec destinée au grand public.
- La Commission géologique du Canada a publié une étude sur le cadre stratigraphique de la nappe cambrienne de la Chaudière, dans le domaine externe de la zone de Humber, utile pour situer la nappe du Promontoire par rapport à ses voisines.
Les données cartographiques sont intégrées à la carte géologique du Québec et au Système d'information géominière du Québec (SIGÉOM), qui centralise l'information géoscientifique du territoire québécois.