Abstract

The tectonometamorphic histories of basement and cover units in the eastern Trans-Hudson Orogen attest to the importance of structural, geohydrological, and magmatic controls on the attainment of metamorphic conditions in a convergent-plate-margin setting. In northern Quebec, two metamorphic suites are recognized in the parautochthonous (lower-plate) Superior Province basement. An older metamorphic suite comprises arc-related, granulite-facies assemblages (less than 5 kbar and 860 to 920°C) dated at ca. 2.70 Ga. A younger, overprinting, collision-related metamorphic suite comprises amphibolite-facies assemblages (7.7 kbar at 640°C to 9.8 kbar at 715°C) dated at ca. 1.80 Ga. Within the overlying Paleoproterozoic Cape Smith Belt (lower-plate, south-verging thrust belt), thermal-peak mineral growth is syn- to post-thrusting; a relatively high-pressure, greenschist- to amphibolite-facies metamorphism (6.3 kbar at 400°C to 9.1 kbar at 575°C) is interpreted to be a result of ca. 1.80 Ga collision-related thickening. At higher structural levels, upper-plate mid-crust plutonic and metasedimentary units of the 1.86–1.82 Ga Narsajuaq arc contain granulite-facies assemblages (7–10 kbar and 800–900°C) retrograded to amphibolite-facies conditions (7–9 kbar and 700–775°C) during collision-related thrusting. At the structurally highest level, granulite-facies metamorphism of the (upper-plate) Lake Harbour Group and Blandford Bay assemblage is related to emplacement of the 1.86–1.85 Ga Cumberland batholith. Between ca. 1820 and 1795 Ma, accretion and collision-related thickening resulted in retrogression of the granulite-facies assemblages in the Narsajuaq arc, Lake Harbour Group and Blandford Bay assemblage, thermal peak metamorphism of lower-plate cover rocks, and re-equilibration of the parautochthonous Superior Province basement, all at greenschist- to amphibolite-facies conditions. The integration of field, thermobarometric and U–Pb data establishes a causal relationship between arc plutonism and development of granulite-facies assemblages in a convergent-plate-margin setting. In contrast, the attainment of greenschist- to amphibolite-facies conditions at mid-crust levels during plate collision is primarily a function of structural and geohydrological controls.

Abstract

Dans le secteur est de la ceinture orogénique trans-hudsonienne, l’évolution tectonométamorphique du socle et des unités de couverture démontre l’importance des contrôles structuraux, géohydrologiques et magmatiques sur les conditions métamorphiques atteintes dans un milieu de bordures de plaques convergentes. Dans le nord du Québec, deux suites métamorphiques sont reconnues dans le socle parautochthone (plaque inférieure) de la Province du Supérieur. La suite métamorphique la plus ancienne comprend des assemblages du faciès granulite (moins que 5 kbar, et 860 à 920°C) datés d’environ 2.70 Ga. La suite métamorphique la plus jeune comprend des assemblages du faciès amphibolite (7.7 kbar et 640°C à 9.8 kbar et 715°C) datés d’environ 1.80 Ga. Dans la ceinture du Cap Smith (plaque inférieure, ceinture de chevauchement d’âge paléoprotérozoïque à déplacement vers le sud), la croissance de minéraux durant l’apogée thermique est synchrone à postérieure au chevauchement. Un épisode de métamorphisme au faciès schiste vert à amphibolite et de pression relativement élevée (6.3 kbar et 400°C à 9.1 kbar et 575°C) résulterait d’un épaississement tectonique dû à une collision datée à environ 1.80 Ga. A des niveaux structuraux plus élevés, au niveau de la croûte médiane, les unités plutoniques et métasédimentaires de la plaque supérieure provenant de l’arc de Narsajuaq, dont l’âge est 1.86–1.82 Ga, contiennent des assemblages du faciès granulite (7–10 kbar et 800–900°C). Ces assemblages sont marqués par une rétrogression au faciès amphibolite (7–9 kbar et 700–775°C) pendant le chevauchement dû à la collision. A un niveau structural le plus élevé, le métamorphisme au faciès granulite du groupe de Lake Harbour et de l’assemblage Blandford Bay (plaque supérieure) est associé à l’emplacement du batholithe de Cumberland, datant d’environ 1.86–1.85 Ga. Entre environ 1820 et 1795 Ma, l’accrétion et l’épaississement tectonique dû à la collision ont donné lieu à la croissance d’assemblages de minéraux au faciès amphibolite suite à la rétrogression des assemblages de minéraux du faciès granulite dans l’arc de Narsajuaq, le groupe de Lake Harbour et l’assemblage de Blandford Bay, à l’apogée thermique du métamorphisme des roches de couverture (plaque inférieure), ainsi qu’au ré-équilibrage du socle parautochthone de la Province du Supérieur. L’intégration des observations de terrain et des données thermobarométriques et U–Pb établissent une relation de cause à effet entre le plutonisme d’arc et la croissance d’assemblages de minéraux au faciès granulite dans un milieu de bordure de plaques convergentes. D’autre part, l’acquisition de conditions métamorphiques typiques du faciès schiste vert à amphibolite au niveau de la croûte médiane pendant une collision est principalement le résultat de processus structuraux et géohydrologiques.

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