Définition et situation
La Province du Supérieur est une province géologique, c'est-à-dire un vaste domaine de croûte continentale caractérisé par un âge, une composition et une histoire tectonique communs. Elle correspond au plus grand ensemble de roches archéennes préservé sur la planète et constitue le noyau ancien du continent nord-américain, exposé à la surface dans le Bouclier canadien.
Au Québec, cette province couvre environ 750 000 km², soit près de la moitié de la superficie provinciale, selon les documents du ministère responsable des mines. Elle occupe l'ouest et le nord du territoire : l'Abitibi et le Témiscamingue au sud-ouest, la Baie-James et l'Eeyou Istchee au centre, puis le Nunavik jusqu'au détroit d'Hudson. Elle se prolonge à l'ouest en Ontario et au Manitoba.
La Province du Supérieur est bordée à l'est et au nord-est par les provinces géologiques plus jeunes de Grenville et de Churchill, cette dernière comprenant l'orogène du Nouveau-Québec. Dans la cartographie géologique officielle du Québec, elle figure parmi les grands ensembles géologiques employés pour décrire l'ensemble du territoire, aux côtés notamment des provinces de Grenville, de Churchill, des Appalaches et des Basses-Terres du Saint-Laurent.
Âges et cadre chronologique
Les roches de la Province du Supérieur appartiennent en très large majorité à l'Archéen, l'éon qui précède le Protérozoïque. Les assemblages les mieux documentés au Québec se sont mis en place entre environ 2,8 et 2,5 milliards d'années, une période marquée par la construction et l'accrétion successive de domaines volcaniques, sédimentaires et plutoniques.
Certains secteurs livrent des âges plus anciens. Le portail gouvernemental consacré à la géologie du Québec fait état, pour la Province du Supérieur, de datations atteignant 4 160 millions d'années, ce qui placerait quelques roches du nord-est de la baie d'Hudson parmi les plus anciennes connues au monde. Ces âges extrêmes, obtenus dans le secteur de la ceinture de roches vertes de Nuvvuagittuq, au Nunavik, font l'objet de discussions méthodologiques au sein de la communauté scientifique, notamment quant aux systèmes isotopiques utilisés.
Après la stabilisation du craton, vers 2,5 milliards d'années, la province a surtout enregistré des événements de recoupement : essaims de dykes de diabase protérozoïques, intrusions alcalines, bassins sédimentaires locaux et, aux marges, déformation et métamorphisme liés aux orogenèses de Grenville et du Nouveau-Québec. Des kimberlites, beaucoup plus jeunes, traversent le socle dans quelques secteurs.
Subdivisions internes
La Province du Supérieur se divise en sous-provinces, unités définies par la nature dominante des roches, le degré de métamorphisme et le style structural. Géologie Québec en reconnaît 19 à l'échelle de l'ensemble de la province, dont huit sur le territoire québécois ; certaines publications ministérielles plus générales évoquent un découpage simplifié d'une douzaine de sous-provinces, dont environ la moitié au Québec.
Au Québec, deux grands secteurs sont distingués :
- un secteur méridional, fait d'une alternance de sous-provinces métasédimentaires, volcano-plutoniques et métamorphiques, orientées généralement est-ouest ;
- un secteur nord, essentiellement plutonique, correspondant à la sous-province de Minto.
Les sous-provinces québécoises citées par Géologie Québec comprennent notamment :
| Sous-province | Caractère dominant |
|---|---|
| Pontiac | métasédimentaire |
| Abitibi | volcano-plutonique |
| Opatica | plutonique et gneissique |
| Nemiscau | métasédimentaire |
| Opinaca | métasédimentaire et métamorphique |
| La Grande | volcano-plutonique |
| Ashuanipi | métamorphique de haut grade |
| Minto | plutonique |
Ce découpage sert de cadre de référence à la cartographie, aux levés géophysiques et à l'évaluation du potentiel minéral. Il a été raffiné à mesure que progressaient les travaux de cartographie du nord québécois, plusieurs sous-provinces ayant vu leurs limites révisées.
Lithologies et ceintures de roches vertes
Les assemblages les plus caractéristiques de la province sont les ceintures de roches vertes : des successions de laves basaltiques et komatiitiques, de roches volcaniques intermédiaires à felsiques, de tufs et de roches sédimentaires (grauwackes, formations de fer, conglomérats), métamorphisées au faciès des schistes verts. Leur teinte verdâtre, due à la chlorite, à l'épidote et à l'actinote, est à l'origine de leur nom. Ces ceintures, allongées et resserrées, sont enserrées dans de vastes domaines de granitoïdes et de gneiss tonalitiques qui constituent le volume dominant du craton.
Dans les sous-provinces métasédimentaires comme Pontiac, Nemiscau et Opinaca, les roches dominantes sont des paragneiss et des migmatites dérivés de sédiments détritiques. La sous-province d'Ashuanipi se distingue par un métamorphisme de haut grade, au faciès granulitique, avec abondance de diatexites. Au nord, la sous-province de Minto est constituée en majorité de suites plutoniques felsiques à intermédiaires, coupées de rares ceintures volcaniques.
S'ajoutent des intrusions mafiques et ultramafiques porteuses de minéralisations, des dykes de diabase protérozoïques recoupant l'ensemble du socle, et localement des roches carbonatitiques. Les minéraux communs du socle comprennent le quartz, les feldspaths, la biotite, la hornblende et le grenat ; les zones minéralisées livrent pyrite, chalcopyrite, sphalérite, pyrrhotite et or natif.
Ressources minérales
La Province du Supérieur est reconnue à l'échelle mondiale pour sa richesse minérale. Les principaux métaux exploités ou recherchés sont l'or, le cuivre, le zinc, l'argent et le nickel ; le lithium et le fer y sont également présents. Des découvertes de diamants dans des kimberlites sont signalées par les autorités québécoises.
Les documents pédagogiques gouvernementaux associent particulièrement la province au district minier de l'Abitibi, où la faille de Cadillac et les camps miniers de Val-d'Or, de Rouyn-Noranda et de Malartic alignent des gisements d'or orogénique et des gisements de sulfures massifs volcanogènes riches en cuivre et en zinc. Plus au nord, les ceintures de La Grande et de l'Eeyou Istchee Baie-James recèlent des gisements d'or, de métaux de base et de lithium associés à des pegmatites granitiques.
Les travaux publics de cartographie, de géophysique aéroportée et de géochimie menés depuis les années 1990 dans le nord québécois ont considérablement stimulé l'exploration minérale dans la province, phénomène documenté dans la littérature géoscientifique. Les données produites sont diffusées par le système d'information géominière du Québec (SIGÉOM).
Expression dans le paysage
Le socle archéen de la Province du Supérieur commande directement la physionomie de l'ouest et du nord québécois. Il s'agit d'un vaste plateau de faible relief, hérité d'une très longue histoire d'érosion, dont l'altitude s'abaisse généralement vers la baie James et la baie d'Hudson. Les structures anciennes — ceintures volcaniques, zones de failles, dykes — se lisent dans l'orientation des crêtes rocheuses, des vallées et de nombreux lacs allongés.
Les glaciations quaternaires ont décapé le socle, laissant des surfaces rocheuses polies, des roches moutonnées, des stries glaciaires, ainsi qu'une couverture discontinue de tills, d'eskers et de dépôts fluvioglaciaires. Dans les basses terres bordant la baie James et la baie d'Hudson, des argiles et des sables marins déposés lors de l'invasion de la mer de Tyrrell recouvrent le socle. Les eskers de l'Abitibi et du Nord-du-Québec, qui constituent d'importants réservoirs d'eau souterraine, s'inscrivent dans ce cadre.
Dans la terminologie des provinces naturelles utilisée pour la planification des aires protégées, ce socle correspond à de vastes portions du centre et du nord du Québec, notamment dans les descriptions des provinces naturelles G et I, où la nature du substratum conditionne les sols, le drainage et les grands types de végétation, de la pessière noire à la toundra arctique.
Cartographie et étude
La connaissance de la Province du Supérieur au Québec repose sur des levés géologiques systématiques menés par l'État depuis le début du XXe siècle, d'abord dans les camps miniers de l'Abitibi, puis, à partir de la seconde moitié du siècle, dans le Nord-du-Québec et le Nunavik. Les travaux sont aujourd'hui conduits par Géologie Québec, au sein du ministère responsable des ressources naturelles, en complémentarité avec la Commission géologique du Canada.
Les produits de référence comprennent la carte géologique du Québec, la carte des principales subdivisions géologiques, le Lexique stratigraphique — qui définit formellement chaque unité et chaque sous-province — et les bases de données du SIGÉOM. Les milieux universitaires québécois, notamment l'Université du Québec à Montréal, l'Université du Québec à Chicoutimi et l'Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, contribuent à la recherche sur les sous-provinces, la géochronologie et les modèles de mise en place des gisements.
Ces travaux alimentent plusieurs champs : compréhension des mécanismes de croissance de la croûte continentale à l'Archéen, évaluation du potentiel minéral et caractérisation des eaux souterraines. Les collections muséales de sciences naturelles du Québec utilisent par ailleurs la province géologique d'origine comme critère de classement des échantillons.