Evolution géodynamique et structures tectoniques

Les British et Barn Mountains constituent la continuité au Canada de la chaîne des Brooks Range en Alaska. A l’instar des Brooks Range elle est le résultat de la convergence entre la

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marge continentale alaskienne et des arcs volcaniques dont l’Arc de Koyukuk (voir Chapitre II, Figure II.15). Cependant la cinématique et de le calendrier tectonique associé à la croissance de la topographie de cette partie de la chaîne sont mal connus. La région des British Mountains, des Barn Mountains et leurs bassins adjacents ont été affectés par des épisodes de compression qui se sont étalés du Crétacé supérieur au Cénozoïque (Dixon, 1992) et qui correspondent à la phase de collision associée au Brooks Range et décrite dans les Chapitres précédents. Dans le Yukon (Canada) plusieurs discordances ont été mises en évidence entre le Paléocène moyen et jusqu’au Miocène supérieur, mais l’épisode de déformation le plus important est daté de l'Eocène moyen (Lane and Dietrich, 1995). Cependant, ces événements ne sont pas intégrés à l'échelle de l'orogène et ne tiennent pas compte de l'évolution plus ancienne et plus récente de la chaîne.

Figure V.1 : Carte géologique du nord du Yukon modifiée d’après la carte géologique du Yukon (GSC, 1986).

Notre zone d'étude est divisée en plusieurs ensembles tectoniques distincts: les British Mountains sur la partie Ouest du Yukon, les Barn Mountains, les Richardson Mountains dans la partie SE du Yukon et la plaine Côtière du Yukon (Figure V.1).

192 British Mountains

Les British Mountains sont une chaîne de haute latitude (supérieure à 69°N) et dont les altitudes sont assez faibles (maximum 2000 m). Cette chaîne est en grande partie composée de roches protérozoïques qui constituent la formation de Neruokpuk faite d'argilites et de grès, localement métamorphisée en phyllites et quartzites. Cet ensemble est recouvert par des argilites cambriennes (Young et al., 1976), des schistes et des conglomérats carbonifères (respectivement formations de Kekiktuk et de Kayak) ainsi que des calcaires carbonifères (formation de Lisburne), et des alternances schites-grès permo-triasiques provenant de la formation de Shublik. Les sédiments triasiques, jurassiques et crétacés sont déposés en discordance (angulaire dans le cas des sédiments du Trias) sur les dépôts protérozoïques et paléozoïques. Se succèdent les formations de Shublik (Trias), de Kingak (Jurassique), un flysch (Crétacé inférieur - Albien) et la séquence de Fish River qui est l'équivalent des formations de Prince Creek et Schrader Bluff du Crétacé supérieur dans la partie NE de la chaîne de Brooks (cf Figure V.4).

Les British Mountains montrent à la surface une succession de chevauchements à pendage Sud. Ceux-ci sont arqués, leur direction passe de d'E/O à l'Ouest à NO/SE à l'Est. Les unités qui forment les British Mountains ont subi plusieurs phases de déformation et sont extrêmement plissées et faillées (cf Figure V.2). Cette chaîne est composée de roches protérozoïques de la formation de Neruokpuk qui constituent les zones internes bien qu’elles ne semblent pas affectées par une déformation syn-métamorphe notable. Les sédiments d’âge Mésozoïque situés au Nord forment les zones externes. Des séries sédimentaires d'âges divers recouvrent en discordance cet ensemble protérozoïque : des dépôts Crétacé qui affleurent dans un synclinal d'axe NO/SE au nord de la chaîne ; des dépôts Carbonifère et Permien observés par endroits au nord de la chaîne et recouvrant tous les dépôts protérozoïques au sud de la chaîne, dépôts qui sont également plissés et d'un axe également NO/SE ; des dépôts cambrien si l'on en croit ce qui est décrit dans la littérature (Young et al., 1976).

Les séries sédimentaires protérozoïques de Neruokpuk, mississippiennes de Endicott Group et pennsylvaniennes de Lisburne sont intrudées dans l'extrémité Est de la chaîne par le granite de Sedgwick, qui est décrit comme un granite porphyrique. Les datations successives

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ont fourni un âge de 370 Ma en U/Pb sur zircon et 369 Ma en K/Ar (Mortensen et Bell, 1991).

Figure V.2 : Sédiments protérozoïques de la formation de Neruokpuk prélevés le long de la Malcolm River.

Barn Mountains

Les Barn Mountains sont dans la continuité Est de la chaîne des British Mountains et sont de plus basse altitude (au maximum 1000 m). Cette chaîne est composée de sédiments paléozoïques et mésozoïques. La partie paléozoïque est constituée de dépôts carbonatés et silicoclastiques. Des dépôts mésozoïques (Figure V.4) affleurent comme des schistes (formation de Kingak), des flyschs et des roches clastiques provenant de la séquence de Fish River (Young et al., 1976).

Les dépôts mésozoïques sont affectés par des chevauchements NO-SE qui sont dans la même direction que ceux observés dans les British Mountains et semblent être dans leur continuité. Des plis sont également observés dans ces mêmes dépôts. Les roches paléozoïques des Barn Mountains sont elles affectées par des failles décrochantes à composante normale de directions N/S.

La série jurassique-crétacée inférieure de Kingak de la chaîne des Barn Mountains sont intrudées par des granites, dont le granite du Mont Fitton, qui a été estimé du même âge que le granite du Mont Sedgwick, c'est-à-dire d’âge Dévonien (Mortensen and Bell, 1991).

A l'Est du Mont Fitton sont identifiées plusieurs formations sédimentaires mésozoïques. On trouve notamment la formation de Husky qui est composée d'argiles et de grès fins. Elle est surmontée de la formation de Martin Creek (Berriasien, Crétacé inférieur) qui se compose

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d'argiles et de grès. Viennent ensuite les argiles, les grès fins et les grès de la formation de Mount Goodenough (Barrémien, Crétacé inférieur). La dernière formation qu'on retrouve dans cette zone est celle de Rat River qui est composée de grès Barrémo-Aptien (Crétacé inférieur). L'ensemble des dépôts correspondant à ces formations sont marins. Ces dépôts sont affectés par de grands décrochements, de direction N-S dont le mouvement n'est pas connu.

Enfin au Nord de toutes les structures détaillées ci-dessus se situe la plaine Côtière du Yukon, constituée de sédiments du Cénomanien au Maastrichtien, cénozoïques (Paléocène à Pléistocène) en grande partie recouverts par des dépôts du Quaternaire. Les unités éparses composées de séries du Crétacé-Tertiaire dans la plaine côtière correspondent à trois formations. La plus ancienne est d'âge Turonien. Elle est composée de schistes bitumineux et de niveaux de bentonites. Ces dépôts sont marins. Ces séries sont surmontées par la formation de Tent Island, d'âge Maastrichtien composée d'argiles, de grès et de conglomérats marins et fluviatiles. Vient ensuite la formation de Moose Channel paléocène composée d'argiles et de grès, déposés dans un environnement deltaïque ou alluvial.

Figure V.3 : Grès du Crétacé-Paléocène observés le long de la rivière Big Fish, inclinés vers le Nord et affectés par un chevauchement à vergence Nord.

Les dépôts Crétacé supérieur-Cénozoïque ne sont pas affectés par les grands décrochements mentionnés précédemment affectant la couverture mésozoïque, mais sont en revanche affectés par des chevauchements à vergence Nord (Figure V.3) pour former la chaîne plissée externe.

195 Figure V.4 : Colonnes stratigraphiques synthétiques présentant les principales formations d’âge mésozoïque et cénozoïque du Yukon (Dixon, 1992).