Définition et nomenclature
La Zone de noyau désigne la partie centrale de la portion sud-est de la province géologique de Churchill, l'une des grandes provinces du Bouclier canadien représentées au Québec. Le terme, traduit de l'anglais Core Zone, renvoie à sa position au cœur d'un système orogénique double : elle est enserrée entre deux ceintures de collision paléoprotérozoïques, l'orogène du Nouveau-Québec, à l'ouest, et l'orogène des Torngat, à l'est.
Dans les publications de Géologie Québec, on rencontre les formes « Zone noyau » et « Zone de noyau ». Certaines publications plus anciennes ont désigné ce domaine sous le nom de « Province de Rae », par rapprochement avec le craton de Rae du nord du Canada ; cette appellation a été abandonnée au profit de l'expression actuelle dans la nomenclature québécoise.
Il s'agit d'un domaine lithotectonique, c'est-à-dire un ensemble de roches qui partagent une histoire géologique et structurale commune, et non d'une unité administrative ou physiographique.
Situation et limites
La Zone de noyau se trouve dans le Grand Nord québécois, sur le territoire du Nunavik, dans la région administrative du Nord-du-Québec. Elle s'allonge selon une orientation générale nord-sud, depuis le secteur de la baie d'Ungava jusqu'au Labrador, où elle se poursuit en territoire de Terre-Neuve-et-Labrador.
Ses limites sont essentiellement tectoniques :
- à l'ouest, l'orogène du Nouveau-Québec (fosse du Labrador), qui la sépare du craton du Supérieur ;
- à l'est, l'orogène des Torngat, qui la sépare du craton nord-atlantique ;
- au sud, elle est recoupée par des unités plus jeunes, liées notamment à la province de Grenville et au magmatisme mésoprotérozoïque.
Dans la région décrite par Géologie Québec, elle atteint une largeur maximale d'environ 280 km. Le bassin de la rivière George en draine une grande partie. Le secteur de Kuujjuaq, à la jonction de la Zone de noyau et de l'orogène du Nouveau-Québec, a fait l'objet d'études ciblées sur la nature de ce contact.
Lithologie et métamorphisme
La Zone de noyau est constituée principalement de roches cristallines d'âge archéen à paléoprotérozoïque. On y trouve notamment :
- des gneiss de composition variée, souvent d'origine tonalitique ou granitique ;
- des migmatites, témoins d'une fusion partielle de la croûte ;
- des roches intrusives (granites, granodiorites, tonalites et roches plus mafiques), dont plusieurs massifs liés aux orogenèses paléoprotérozoïques ;
- des ensembles volcano-sédimentaires métamorphisés, plus restreints en superficie.
Ces roches ont subi un métamorphisme intense, atteignant les faciès des amphibolites et, localement, des granulites, ce qui indique un enfouissement à des profondeurs et à des températures élevées. Les déformations successives ont produit des structures complexes : foliations, plis superposés et zones de cisaillement d'orientation générale nord-sud, parallèles aux orogènes qui encadrent le domaine.
La superposition d'événements archéens et paléoprotérozoïques rend difficile la distinction entre les structures héritées du socle ancien et celles liées aux collisions plus récentes, ce qui fait de la géochronologie un outil central de l'étude du domaine.
Subdivisions
La Zone de noyau n'est pas homogène. Les travaux de cartographie de Géologie Québec l'ont subdivisée en plusieurs domaines lithotectoniques, délimités en général par des zones de cisaillement ou des contrastes lithologiques et géochronologiques.
Dans le secteur du lac Bonaventure, la Zone de noyau est divisée, d'ouest en est, en quatre domaines :
| Ordre (ouest vers est) | Domaine |
|---|---|
| 1 | McKenzie River |
| 2 | Crossroads |
| 3 | Orma |
| 4 | Mistinibi-Raude |
D'autres secteurs, comme la région du lac Jeannin, ont fait l'objet de bulletins géologiques qui précisent la nature et les limites des unités à l'échelle régionale. Ces subdivisions évoluent au fil des campagnes de cartographie et des nouvelles datations ; elles traduisent l'image d'un assemblage de blocs crustaux d'histoires partiellement distinctes plutôt que celle d'un bloc unique.
Évolution tectonique
Les modèles tectoniques retenus par Géologie Québec interprètent la Zone de noyau comme un microcontinent archéen pris en étau entre deux grands cratons lors de la construction du supercontinent paléoprotérozoïque.
Orogenèse des Torngat
Le premier épisode est la collision de la Zone de noyau avec le craton nord-atlantique, à l'est, lors de l'orogenèse des Torngat. Cet événement est daté d'environ 1,87 à 1,82 milliard d'années (Ga).
Orogenèse du Nouveau-Québec
Le second épisode est la collision avec le craton du Supérieur, à l'ouest, lors de l'orogenèse du Nouveau-Québec, datée d'environ 1,82 à 1,77 Ga. Cette collision a fermé l'océan qui séparait les deux masses continentales et a déformé les roches sédimentaires et volcaniques de la fosse du Labrador.
Portée régionale
Ces collisions s'inscrivent dans l'ensemble des orogenèses trans-hudsoniennes qui ont soudé les noyaux archéens de l'Amérique du Nord. La Zone de noyau conserve ainsi l'enregistrement d'une croûte archéenne ancienne et de son remaniement thermique et structural au Paléoprotérozoïque. Les relations précises entre la Zone de noyau et l'orogène du Nouveau-Québec, notamment dans la région de Kuujjuaq, demeurent un objet de recherche.
Cartographie et recherches
En raison de son éloignement et de l'absence de routes, la Zone de noyau a longtemps été moins documentée que d'autres secteurs du Bouclier canadien. Les connaissances reposaient d'abord sur des levés de reconnaissance à petite échelle.
Depuis les années 2000, Géologie Québec, au sein du ministère responsable des ressources naturelles, a mené des programmes de cartographie systématique à l'échelle régionale. Les résultats sont publiés sous forme de rapports géologiques (série RG) et de bulletins géologiques (série BG), et intégrés au Système d'information géominière du Québec (SIGÉOM). Le rapport RG 2011-03 sur la région du lac Bonaventure et le bulletin BG 2015-01 sur la région du lac Jeannin en sont des exemples.
La Commission géologique du Canada a pour sa part étudié la région dans le cadre du programme Géocartographie de l'énergie et des minéraux (GEM). Ses activités ont notamment porté sur le sud de la Zone de noyau en 2015 ainsi que sur les relations entre l'orogène du Nouveau-Québec et la Zone de noyau dans la région de Kuujjuaq. Ces travaux combinent cartographie du socle, géochronologie, pétrologie métamorphique et géologie structurale.
Potentiel minéral
L'intérêt pour la Zone de noyau tient en partie à son potentiel minéral, que les campagnes de cartographie visent à mieux évaluer. Les contextes géologiques présents, soit des ceintures volcano-sédimentaires métamorphisées, des massifs intrusifs variés et de grandes zones de cisaillement, sont favorables, à l'échelle du Bouclier canadien, à divers types de minéralisations.
Les travaux gouvernementaux fournissent aux prospecteurs et aux sociétés d'exploration des données de base : cartes géologiques, analyses géochimiques, datations et descriptions d'indices minéralisés, accessibles par le SIGÉOM. Ces informations contribuent à la mise en valeur du territoire nordique québécois, dans le respect des régimes territoriaux applicables au Nunavik.
L'éloignement, l'absence d'infrastructures et les conditions climatiques subarctiques à arctiques constituent toutefois des contraintes majeures pour l'exploration et l'éventuelle exploitation des ressources de la région.