I Analyses mineralogiques multivariees de sediments du Wisconsinien superieur au sud-ouest du Yukon

Veronique Dewez et Marie-Anne Geurts

RkumC : Au cours de cette Ctude, 84 Cchantillons de stdiments glaciaires et juxtaglaciaires ont t t t prtleves dans des vallks de la chaine Ruby et du bassin d'Aishihik, au sud-ouest du Yukon, a h d'effectuer une analyse quantitative des minCraux lourds de la fraction sableuse et une dttermination qualitative de la pktrographie des graviers. Une classification effectuk sur le corthge minCralogique des khantillons a permis de mettre en tvidence trois groupes de dCp6ts issus de glaciers locaux internes B la chaine Ruby et deux groupes de stdiments lits respectivement aux lobes glaciaires rtgionaux de Kluane et d'Aishihik. Les trois groupes de sediments correspondant aux glaciers locaux reflktent les trois substrats gblogiques de la chaine Ruby, B savoir le batholite granitique, les schistes et l'alaskite. Les sMiments des lobes glaciaires rkgionaux se distinguent par la diversitt des cortkges mintralogiques et pttrographiques, ainsi que l'abondance relative de minkraux provenant des monts Saint Elias, source des lobes de glace. L'analyse factorielle des correspondances effectuk sur les minCraux lourds permet d'organiser tchantillons et mintraux en un nuage triangulaire oh biotite, carbonate et titanite-grenat correspondent aux Cltments clCs respectifs des sediments locaux, de ceux du lobe de Kluane et de ceux du lobe d'Aishihik. Cette Ctude permet aussi de delimiter l'extension du lobe de Kluane dam une vallte de la chaine Ruby et la direction d'tcoulement des glaces dans une autre vallte. Elle met enfin en Cvidence une transfluence des glaces du lobe de Kluane vers l'inttrieur de la chaine.

Abstract: For this study, 84 samples of glacial and juxtaglacial sediments were collected in valleys of the Ruby Range and Aishihik Basin (southwestern Yukon). Analyses were conducted to quantify the heavy minerals in the sand fraction and to assess the petrography of the gravel fraction. A cluster analysis performed on the heavy mineral results showed five groups of deposits, three of which are related to local glaciers inside the Ruby Range, the other two being related to regional ice lobes of Kluane and Aishihik, respectively. The three groups of local sediments correspond to the three lithologies of the Ruby Range, i.e., the granitic batholith, the schists, and the alaskite. The sediments from the regional ice lobes are characterized by highly diversified mineralogy and petrography and the relative abundance of minerals from the Saint Elias Mountains, the main source of the ice lobes. A correspondance factor analysis performed on the heavy mineral results organizes samples and minerals into a triangular cloud, the three vertices corresponding to biotite, carbonate, and titanite-garnet. These are the key elements of local glaciers, Kluane ice lobe, and Aishihik ice lobe, respectively. Finally, the study shows the extension of Kluane lobe in one valley of the Ruby Range, the ice flow pattern in another valley, as well as a transfluence from Kluane lobe inside the Range.

Introduction

L'analyse des minCraux lourds (densitk, d > 2,89) a CtC rkcernment utilisCe avec succbs en AmCrique du Nord pour retracer les directions d'Ccoulement de lobes glaciaires de 1'Inlandsis laurentidien, notamrnent dam la rCgion des Grands Lacs (Gwyn et Dreimanis 1979; Dworkin et al. 1985; Hofer et Szabo 1993; etc.) et au Nouveau-Brunswick (Hornibrook et al. 1991). Cette technique s'est Cgalement rCvCl6e trhs fructueuse pour diffkrencier des tills saaliens aux Pays-Bas (p. ex., Riezebos 1983; Zandstra 1983; Rappol et Stoltenberg 1985; Rappol 1987; Rappol et al. 1989), ainsi que pour diffC- rencier des langues glaciaires dans les Alpes (notarnmen3 Cammeraat et Rappol 1987; Rappol et van Gijssel 1988). A cela s'ajoutent les Ctudes gCochimiques de mintraux lourds (d > 3,3) des tills, ax6es davantage sur l'exploration minibre et visant B retracer les u trains w de dispersion, technique qui

I Rqu le 25 fkvrier 1995. Accept6 le 2 octobre 1995.

I V. Dewez et M.-A. Geurts. Dtpartement de gkographie, Universitt d'Ottawa, 165, rue Waller, Ottawa, ON KIN 6N5, Canada.

s'est dCveloppCe au Canada et en Finlande grlce, notam- ment, aux travaux de Shilts (1984), Shilts et Kettles (1990), Peuraniemi (1990, 199 I), Peuraniemi et Heinanen (l985), Aario et Peuraniemi (1992), ainsi que ceux de Coker et DiLabio (1989). Enfin, Kodybka (1992) a CtudiC les trains de dispersion des mintraux lourds dus aux glaciations prC- wisconsiniennes sur le plateau du Yukon, non loin de notre secteur d'ttude.

Quoique les tills de 1'Inlandsis laurentidien aient fait l'objet de nombreuses Ctudes mintralogiques, ceux de 1'Inlandsis de la Cordillbre n'ont reCu que peu d'attention a cet tgard, probablement en raison de la complexitt des Ccoulements glaciaires. Contrairement aux inlandsis laurentidien et fenno- scandinave, oh l'tcoulement des glaces Ctait relativement peu entravC par des barribres topographiques, 1'Inlandsis de la Cordillbre s'est heurtC rapidement i la chaine intCrieure (Fulton 1991); au Wisconsinien supCrieur, celui-ci cor- respondait plut6t 5 un modble complexe de glaciers de vallCe tant6t divergents, tant8t convergents, contr61Cs Ctroitement par la topographie (Jackson et al. 1991). I1 s'agissait donc d'un modble intermkdiaire entre glaciation de type alpin et de type inlandsis.

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Dewez et Geurts

Fig. 1. Localisation de la region i l'ttude.

Alaska : i

St. Ellas Mountains N' Haines Junctron

Le secteur CtudiC, compris entre les lacs Kluane et Aishihik au sud-ouest du Yukon (fig. I), reproduit ce modkle inter- mCdiaire B une Cchelle rCgionale. Au Wisconsinien sup6rieur (glaciation de McConnell), un premier lobe de glace, en provenance des monts Saint Elias et se dirigeant vers le nord, a envahi la dtpression de Kluane et a debordt vers l'est dam la chaine Ruby. Un deuxibme lobe de glace, provenant de la chaine C6t2re, s'est avancC vers le nord dans le bassin d'Aishihik et a p6nCtrC dans la chaine Ruby B la faveur des grandes vallCes. Entre les deux lobes, la chaine Ruby a CtC envahie par des glaciers dont l'origine locale ou rCgionale reste B dkterminer (Hughes 1990).

Dans ce contexte de la dernikre glaciation, l'analyse des mintraux lourds (d > 2,89) prtsentke dans cet article vise donc (i) B montrer la prksence de glaciers locaux dans la chaine Ruby, (ii) B identifier les cortkges minkralogiques des stdiments issus des lobes de glace rtgionaux et des glaciers locaux, ainsi qu'h en dkterrniner les Cltments clts respectifs et (iii) B montrer, B l'aide d'exemples, 17utilitC de la minkralogie et de la p6trographie pour dtterrniner des extensions glaciaires, des directions d'Ccoulement de glace et des transfluences.

Cadre physiographique et geologique

Selon la nomenclature de Bostock (1948), la rCgion CtudiCe correspond B deux subdivisions du plateau de Kluane, B savoir

Carte par Philippe Gawk?, 1995

la chaine Ruby et le bassin d7Aishihik. Les sources des deux lobes glaciaires se trouvent dans les monts Saint Elias et la partie orientale de la chaine Cdtibre. Le plateau de Kluane et les monts Saint Elias sont sCparCs par la depression de Shakwak. La geologic de la rCgion a it6 lev& par Muller (1967) et Tempelman-Kluit (1974).

Cornme illustrC B la figure 2, la lithologie de la chaine Ruby correspond h une alternance de roches mCtamorphiques (schistes) et plutoniques (granite et alaskite), la chaine Nisling B des roches volcaniques et le bassin d'Aishihik B une alter- nance de roches mktamorphiques (schistes et arnphibolites), plutoniques (granite) et volcaniques (tufs). Les monts Saint Elias sont essentiellement composCs de roches stdimentaires (calcaire et grauwacke), alternant avec des roches volca- niques et mktamorphiques. Enfin, la partie orientale de la chaine C6t2re correspond essentiellement B des intrusions granitiques (Kindle 1953).

MinCralogie Les 84 6chantillons stlectionnts pour l'analyse des mintraux lourds ont d'abord 6tt dtcant6s et tamisis pour isoler la fraction de 44 B 125 Fm. Cette fraction a ensuite fait l'objet d'une skparation rninkraux lourds - minkraux ltgers i l'aide de bromoforme (CHBr,, d = 2,89 B 20°C), ce qui a Bimint surtout les quartz et les plagioclases. Les

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Fig. 2. Carte lithologique gCnCralisCe. LA, lac Aishihik; LK, lac Kluane; LS, lac Sekulmun.

Schistes et amphibolites Tufs

Granites Roches sed~mentaires prequaternaires

Alask~te Sediments quaternares

Source : Carte de la Commission geologique du Canada, 1398A (1980)

minCraux lourds de chaque khantillon ont CtC stparts par centrifu- gation (mCthode introduite par Griffiths en 1967) et month sur lame dans du baume du Canada (n = 1,54). En moyenne, nous avons identifit 350 grains par lame, selon la mCthode de comptage par rubans introduite par van der Plas (1966), B l'aide d'un microscope p6trographique et des clts de determination de Parfenoff et al. (1970). Les minCraux non identifiables au microscope ont kt6 dtterminCs B l'aide d'une camCra de Gandolfi (analyse aux rayons X).

Nous avons ainsi pu distinguer 15 minCraux ou groupes de minCraux : amphiboles, opaques, pyroxknes, tourmalines, Cpidotes, zoisites, clinozoisites, carbonates, apatites, zircons, titanites, stau- rotides, grenats, disthenes et chlorites. I1 faut toutefois noter la dominance absolue de la hornblende verte au sein des amphiboles et du diopside parmi les pyroxhes, et ce dans tous les tchantillons.

Le tableau de fr6quences en pourcentages des minCraux a fait l'objet d'une classification ascendante hiCrarchique utilisant la mCtrique du X 2 et le crittre de regroupement du centroide, suivie d'une analyse factorielle des correspondances. Ces deux mCthodes quantitatives sont dCcrites en dCtail par BenzCcri (1982, 1984) et Sanders (1989).

P6trographie Parmi les 84 Cchantillons soumis B l'analyse minCralogique, 54 prC- sentaient une granulomttrie suffisarnment grossitre pour permettre d'effectuer la pktrographie en lames minces des graviers compris entre 0,5 et 2 cm. Pour chaque Cchantillon, nous avons stlectionnC les grains les plus gros de chaque catkgorie identifike B la loupe

Carte par Philippe Garvie, 1995

binoculaire; il s'agit donc d'une analyse qualitative, destinte B appuyer ou prtciser les rtsultats obtenus pour les minCraux lourds. La procedure utiliste pour la prtparation des lames minces de graviers et celle utiliste pour les lames minces de roches ne diffe- rent que par quelques dttails, dtcrits dans Dewez (1986). Etant donnC la petite superficie des grains, l'identification s'est arr&tte aux 10 types de roches suivants : carbonates, grauwackes et stdi- ments 2-grain fin pour les roches stdimentaires, granodiorites et gabbros pour les roches plutoniques, tufs et coulCes pour les roches volcaniques et, enfin, schistes, quartzites et amphiboles pour les roches mCtamorphiques. Cette subdivision, quoique gtntrale, per- met une bonne rtfkrence aux unitts gtologiques dCcrites pour la r6gion. La determination des roches a kt6 guidte par les descrip- tions et photographies fournies dans les atlas de Mackenzie et Guilford (1980), Mackenzie et al. (1982) et Adams et al. (1984).

Resultats

Sources des minCraux et graviers Les amphiboles constituent d e loin la fraction dominante, avec une frtquence relative moyenne d e 49 ,2%. C e rtsultat est comparable h celui obtenu par Geurts e t Dewez (1993) dans le secteur de la vallte Nisling s i tut 20 krn au nord du lac Aishihik. Ceci reflbte l e caractbre ubiquiste des horn- b l e n d e ~ , lesquelles sont prksentes dans pratiquement toutes les formations igntes et mttamorphiques d e la rtgion. Cette

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Dewez et Geurts

Tableau 1. Distribution minkralogique des groupes de la classification,

Distribution (%)

Groupe AMP BIO OPQ PYR TML EPI ZOI CAR APA ZIR TIT STA GRN KYA CHL

Moyenne 49,2 16,O 12,4 4,O 0,2 4,9 1,3 0,7 2,6 1.0 1,4 0.9 2,4 2,O 1,O

caractkristique se retrouve ailleurs, puisque Zandstra (1983) et Rappol (1987) obtiement des pourcentages d'amphiboles de l'ordre de 40% dans les tills des Pays-Bas et que Hornibrook et al. (1991) mentionnent l'abondance des amphiboles dans les tills du Nouveau-Bnmswick.

La biotite est proportiomellement moins bien reprCsentCe (16% en moyenne), alors qu'elle est Cgalement prtsente dam la plupart des formations gtologiques de la rtgion. Ceci peut s'expliquer par la variabilitC de sa densitk (2,7 -3,3) souvent infkrieure B celle du bromoforme. Le mCme phtnombne s'applique B la chlorite (2,7 5 d I 3,3), mintral d'altkration commun identifie dans deux tiers des lames p6trographiques. La quasi-absence de la chlorite (1 % en moyenne) proviendrait du fait que sa densit6 exckde rarement celle du bromoforme (Gwyn et Dreimanis 1979).

Apatites, zircons, titanites et grenats constituent les prin- cipaux mintraux accessoires des roches ignkes et mCta- morphiques du plateau du Yukon, tandis que tourmalines et staurotides ne sont dCcrits que pour les schistes de cette rkgion physiographique (Muller 1967; Tempelman-Kluit 1974). Ces six minkraux constituent donc des klCments locaux des stdiments.

L'Cpidote, la zoisite et la clinozoisite, peu prksentes dans les formations gCologiques du plateau du Yukon, constituent en revanche des minkraux accessoires abondants dans plu- sieurs formations des monts Saint Elias (Muller 1967). Elles constituent ainsi un bon indicateur rigional.

Les pyroxbnes caractkrisent les roches basiques et ultra- basiques, cornme les gabbros; ils ont deux sources possibles : soit les monts Saint Elias, 06 on les trouve en abondance dans deux formations (Muller 1967), soit la rCgion au sud-est du bassin d'Aishihik (Tempelman-Kluit 1974). Les pyroxbnes constituent donc Cgalement un bon indicateur rCgional.

MinCraux opaques et disthbnes ne sont dtcrits ni pour les formations du plateau du Yukon, ni pour celles des monts Saint Elias. Les opaques non diffkrencits sont ubiquistes, bien que gCnCralement plus abondants dans les roches skdi- mentaires et mktamorphiques. Le disthhne caractkrise les roches mitamorphiques, particulikrement les gneiss et les micaschistes, que l'on retrouve dans une formation impor- tante des monts Saint Elias (Muller 1967).

Les carbonates, quant B eux, constituent un excellent traceur, vu que la localisation de marbre est restreinte B trois affleurements dans la zone CtudiCe (sud et nord-ouest du lac Sekulmun, sud du lac Aishihik), mais que les calcaires sCdi- mentaires abondent dans les monts Saint Elias. Il faut Cgale- ment noter que, c o m e la biotite et la chlorite, la calcite et

la dolomie prksentent une densit6 variable (2,7 -2,95), sou- vent infirieure h celle du bromoforme (d = 2,89).

Au niveau des graviers, les grauwackes et les skdiments h grain fin (grks et argilites) sont caractCristiques des monts Saint Elias (Dodds 1982). Les gabbros y sont abondants, bien qu'on en trouve de petits affleurements au contact des deux unitCs de schiste (Muller 1967). Les granodiorites et les schistes, en revanche, constituent les deux composantes majeures de la chaine Ruby et du bassin d'Aishihik. Les roches volcaniques peuvent provenir des monts Saint Elias ou de l'est du bassin d'Aishihik, tandis que le tuf multicolore est typique des affleurements situCs B l'est du lac Aishihik. Les amphibolites sont abondantes au nord-est du lac Aishihik, mais apparaissent sporadiquement dans tout le plateau de Kluane (Tempelman-Kluit 1974). Enfin, les carbonates pro- viement essentiellement des formations stdimentaires des monts Saint Elias, ou ils affleurent sur de larges Ctendues, mais on ne peut exclure les quelques affleurements localisCs de rnarbre au sein des schistes B biotite ou leur lessivage h partir des horizons superficiels.

Classification ascendante hierarchique La classification permet de rCpartir les 84 Cchantillons en cinq groupes, avec une perte d'information de 11 % seule- ment. La distribution minkralogique des groupes est prC- sent& au tableau 1, celle des Cchantillons par groupe B la figure 3. L'Ctude de cette figure et de ce tableau permettent de constater que (i) le pourcentage moyen de biotites et d'apatites diminue du groupe I au groupe V alors que celui des minCraux accessoires augmente selon cette dquence, (ii) titanites et grenats caractkrisent le groupe IV tandis que pyroxbnes, tpidotes et disthknes distinguent le groupe V et (iii) les carbonates sont totalement absents des groupes I et 111, prCsents dans un tiers des Cchantillons du groupe 11, la moitik des Cchantillons du groupe IV et 85 % des Cchantil- lons du groupe V. Si l'on considkre que biotites et apatites se rencontrent en abondance dans le substrat gtologique du plateau du Yukon tandis que pyroxknes, Cpidotes, disthbnes et carbonates proviennent essentiellement des monts Saint Elias, alors, le cortbge minkralogique moyen des cinq groupes indique une source essentiellement locale pour les W e n t s du groupe I et essentiellement rigionale pour ceux du groupe V. De plus, la diminution des biotites et l'augmentation des minCraux accessoires prCsente un seuil bien net entre les groupes 111 et IV, ce qui suggbre que les trois premiers groupes correspondent h des sediments de glaciers locaux, les deux autres B des skdiments de glaciers rCgionaux.

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Fig. 3. Cortkge rninkralogique des Bchantillons.

Pourcentages

Zndice de diversite' Afin de prCciser les rksultats, nous avons calculb, pour cha- cun des groupes, l'indice de diversitt relative, D, dCrivC de l'indice de Shannon (Odum 1976). Cet indice varie de 0 (diversit6 relative minimale) B 1 (diversit6 maximale). Vu le poids des amphiboles et leur caractbre ubiquiste, celles-ci ont CtC CliminCes dans le calcul de l'indice. Les rCsultats obtenus montrent une augmentation de la diversit6 relative depuis le groupe I (Dl = 0,43) jusqu'au groupe V (D5 = 0,86). Les groupes IV et V prCsentent une diver& ClevCe comparable, ce qui appuie l'hypothese regionale des sCdiments de ces deux groupes. Au cours du transport depuis les monts Saint Elias et (ou) la chaine C6tibre, les glaciers ont en effet pu Croder de nombreuses formations gCologiques diffkrentes, reprCsentCes dans les stdiments. De meme, la faible diversit6 relative du groupe I appuie, pour ces ddiments, l'hypothese de glaciers locaux Crodant un ou deux substrats gCologiques seulement. La diversit6 relative intermkdiaire des groupes I1 (D2 = 0,69) et 111 (D3 = 0,74) suggbre une dominance locale avec faible apport rtgional ou encore un transport sur un substrat local riche en minCraux lourds (roches mCta- morphiques, par exemple) .

M.G. Frappier

Re'partition spatiale et pktrographie La localisation des Cchantillons (fig. 4) et 1'Ctude des lames pktrographiques permettent de raffiner les hypothbses Cmises ci-dessus.

Les huit Cchantillons qui constituent le groupe I sont tous situCs au coeur de la chaine Ruby. Six d'entre eux sont prClevCs sur la formation gkologique de l'alaskite, qui con- tient de la biotite et, localement, de la hornblende. Les deux autres Cchantillons (VC6 et TH5) ont CtC prClevCs sur le batholite granitique de la chaine Ruby, non loin des schistes B biotites; le batholite constitue donc la source principale, avec enrichissement de biotites provenant des schistes. L'ana- lyse des lames pktrographiques confirme cette hypothbse, puisque toutes les lames minces des Cchantillons de ce groupe contiennent des granodiorites mais qu'aucune ne prCsente de roches volcaniques ou skdimentaires.

Les 16 Cchantillons du groupe I1 semblent dispersCs dans l'ensemble de la rCgion Ctudite, cependant, une comparaison avec la carte lithologique montre que 12 d'entre eux sont situCs dans les schistes. Ceux-ci contiennent essentiellement des biotites et (ou) hornblendes, ainsi que de nombreux opaques, alors que les grenats, apatites et zircons y consti-

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Fig. 4. Carte de localisation des Bchantillons et appartenance aux groupes de la classification. C.Cr., Cultus Creek; FJ.Cr., Fourth of July Creek; M.Cr., u Mars P Creek; R.Cr., Ruby * Creek; V.Cr., Venus Creek.

A ' RDZ. '9 M KB

MKE k, HBq . L Mackintos~

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Typologie des &hantillons Carte par Philippe Garvie et Nooreddin Azimi, 1995

X Groupe I . Groupe IV

Groupe I1 Groupe V

A Groupe Ill

tuent les minkraux accessoires ~r inc i~aux. On a donc affaire B des formations plus riches en miniraux lourds, ce qui se traduit par une plus grande diversit6 des cortkges. Les quatre autres Cchantillons (VHl, VH4, VH5 et RC1) sont localisCs dans des formations granitiques de la chaine Ruby, B proxi- mitC de schistes ou de dykes; ils different des Cchantillons du groupe I (situ6s dans ces formations) par l'abondance d'opaques, ce qui les a rattachks au g r o u & ~ ~ . Du point de vue #trographique, tous les skdiments sauf RC1 et VH4 contiennent effectivement des schistes. et ces deux Cchantil- lons sans schiste sont 1ocalisCs dans les formations grani- tiques. De plus, on constate que les khantillons AC9, ARO et C06 contiennent des grauwackes, ce qui indique un apport rkgional des monts Saint Elias pour ces skdiments. ARO est situC au sud du lac Aishihik, dans l'axe d'tcoulement prin- cipal du lobe d'Aishihik, AC9 se trouve 8 l'amont de la vallQ Cultus, dans l'axe d'koulement du lobe de Kluane, et, enfin, C06 correspond ?I un imposant cordon morainique frontal dans la vallCe Gladstone, suggCrant la remontk d'une

langue glaciaire dans la chaine Ruby jusqu'8 cet endroit au moins.

Dans le groupe 111, 13 des 16 Cchantillons sont remar- quablement concentrks B 1'intCrieur de la chaine Ruby, dans le batholite granitique. Cette formation gCologique se carac- tCrise par la prCsence de hornblendes et de biotites, avec apatites, zircons et titanites comme mintraux accessoires. Le cortbge minCralogique de ce groupe montre une dominance absolue des amphiboles (60,2% en moyenne), un taux assez bas de biotites (16,2% en moyenne) et un faible pourcentage d'opaques (8,9 % en moyenne). Le caractbre local du cortkge est accentuC par l'absence totale de carbonates, ainsi que les trbs faibles taux de pyroxbnes et de disthbnes. La #tro- graphie qualitative montre cependant que les trois quarts des Cchantillons contiennent B la fois des roches granitiques et des schistes. Ceci peut s'expliquer par le fait que la plupart des vallCes au sein de la chaine Ruby traversent ces deux types de formations dans leur track des cirques aux embou- chures. Une faible quantitC de schistes se trouvera donc

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incorporte aux ddiments. Seul l'tchantillon RV1 contient du grauwacke, et sa localisation au coeur de la chaine Ruby indique une transfluence depuis la vallte Jarvis vers l'amont des vallCes Fourth of July et Twelfth of July jusqu'au passage d'un col B une altitude comprise entre 1372 et 1402 rn.

Du point de w e quantitatif, l'analyse mintralogique montre donc que les trois premiers groupes correspondent chacun B des stdirnents provenant d'une formation gCologique particu- likre, ce qui met en tvidence le caractbre local des stdiments de la chaine Ruby. La pttrographie confirme cette interprb tation, mais apporte des nuances au niveau de l'extension du lobe de Kluane dans la chaine Ruby et des transfluences possibles.

La rtpartition spatiale des 29 tchantillons du groupe IV donne une image diffkrente de celle des trois premiers groupes, car on constate que 25 de ces 6chantillons sont situts dans le secteur est de la rtgion ttudite, rnais sur plusieurs forma- tions gtologiques difftrentes. Au niveau du cortbge mint- ralogique, on remarque que la prtsence de carbonates se gtntralise et que les tpidotes, pyroxknes et disthbnes devien- nent relativement abondants: ces Cltrnents traduisent une influence rtgionale. Cependant, la composante locale reste non ntgligeable, puisque le pourcentage d'apatites reste Clevt et que les titanites et grenats prtsentent leur frtquence moyenne maximale, alors que ces deux mintraux provien- nent du granodiorite B hornblende et des schistes du plateau du Yukon, oh ils constituent respectivernent le minCral le plus comrnun. Les quatre 6chantifions situts dam le secteur ouest de la rtgion Ctudik prtsentent un cortkge mintralo- gique les rapprochant du groupe V, et leur rattachernent au groupe IV est dO B un taux plus tlevt de biotites, traduisant un apport local non ntgligeable. L'analyse p6trographique met en tvidence la juxtaposition des cornposantes locale et rCgionale des stdiments du groupe, puisque les 10 types de roches sont reprtsentts et que les trois quarts des Cchan- tillons contiennent au moins quatre types de roches difft- rents. Les roches granitiques et les schistes restent trbs bien reprtsentts, rnais la prtsence d'amphibolites, de roches volcaniques et de roches stdirnentaires se gtntralise. Les amphibolites et les tufs proviennent d'affleurernents situts dans la partie est et nord-est du bassin d'Aishihik; ils consti- tuent donc des tlCments locaux particuliers au lobe d'Aishihik. Les coultes volcaniques peuvent provenir soit des monts Saint Elias, soit de la chaine Nisling, pour les stdiments au nord-ouest du bassin, soit d'affleurernents au sein des schistes B biotite. Les grauwackes et les stdiments B grain fin ont t t t transportts depuis les monts Saint Elias, et leur main- tien dans les stdirnents traduit donc un apport rtgional incon- testable. La prtsence de grauwacke dans l'tchantillon RD2, provenant de l'extrtmitt nord du lobe d'Aishihik, ttmoigne meme d'un transport sur plus de 100 krn. D'autre part, on constate que les Cchantillons EG2, C12 et FJ3, situts h l'ouest du secteur ttudit, ne prtsentent ni amphibolites ni roches volcaniques, ce qui les distingue clairement des autres tchantillons du groupe IV et confirme leur interprttation mintralogique les rapprochant du groupe V.

Enfin, 11 des 15 Cchantillons constituant le groupe V se situent dans le secteur ouest de la rtgion ttudite, dans le grand axe d'tcoulernent du lobe de glace de Kluane. Trois Cchantillons (IT4, IT0 et AR8) sont localists dans le secteur sud-est de la rtgion, dans les valltes principales oh s'tcou-

laient les glaces du lobe d'Aishihik. Seul l'tchantillon HA4 se trouve B mi-hauteur entre les lacs Sekulmun et Aishihik. C'est dans le groupe V que les apports externes en pro- venance des monts Saint Elias sont le rnieux reprtsentts; pyroxknes, tpidotes et carbonates y prtsentent ei effet une frtquence moyenne maxirnale totalisant 25% du cortkge, tandis que biotites et apatites y sont, en rnoyenne, les rnoins prtsentes. La pttrographie des graviers confirme l'impor- tance des monts Saint Elias en tant que source des stdirnents : grauwackes, stdirnents B grain fin et carbonates sont prtsents dans la moitit des tchantillons, de mCrne que les roches volcaniques. La diversitt des sources se traduit par la prt- sence de quatre ou cinq types de roches en moyenne par tchantillon. I1 s'agit enfin du seul groupe ou granites et schistes cbdent le pas aux autres types de roches.

En rCsurn6, la classification ascendante hitrarchique, effectuCe sur 84 tchantillons, met en tvidence les cinq grands types de dtp8ts suivants :

(i) Les dtp8ts ou amphiboles et biotites se partagent la dominance (groupe I) alors que les mintraux accessoires sont rares, sauf l'apatite; la diversitt relative moyenne y est faible (Dl = 0,43) et la pttrographie rtvble essentiellement des granites. Le cortbge mintralogique correspond B la forma- tion gtologique de l'alaskite. Les Cchantillons de ce groupe proviennent de glaciers locaux situts dans le nord de la chaine Ruby.

(ii) Des dtp8ts oh l'irnportance des biotites dirninue (groupe LI) tandis que les opaques augrnentent. Le cortbge mintralogique est reprtsentatif des schistes riches en mint- raux lourds, ce que confirme la pttrographie des graviers. La diversitt relative (D2 = 0,69) est suptrieure B celle du groupe I, rnais les tltments locaux dominent toujours. Les stdiments de ce groupe proviennent essentiellement de gla- ciers locaux situts dans les ceintures mttamorphiques du plateau du Yukon, mais ceux qui contiennent du grauwacke sont situCs en bordure de glaciers rtgionaux.

(iii) Des dtp8ts trks nettement domints par les amphi- boles (groupe 111) oh on trouve peu d'opaques, un taux rnoyen de biotites et des mintraux accessoires associts au batholite granitique de la chaine Ruby. La diversitt relative (D3 = 0,74) est comparable B celle du groupe I1 et les stdi- rnents proviennent de glaciers locaux situts au coeur de la chaine Ruby.

(iv) Des dtp6ts concentrts dans la rnoitit nord de la vallte d'Aishihik (groupe IV) oil le taux de biotites passe sous celui des opaques, oh les rnintraux rtgionaux deviennent abon- dants et oh titanites et grenats atteignent leur frtquence rnoyenne maximale. La diversitt relative est tlevte (D, = 0,84) et la pttrographie rtvble la prtsence des 10 types de roches identifits, ainsi que l'abondance des graviers issus de coulks volcaniques et de tufs. Les stdiments se rattachent au lobe glaciaire dlAishihik, o i ~ l'influence de la topographie (cols et valltes ttroites) a provoqut un enrichissement en Cltrnents locaux.

(v) Des dtp8ts o i ~ les biotites sont rares (groupe V), de r n h e que les Cltments locaux, tandis que les rnintraux rtgionaux dominent le cortbge. La diversitt relative (D5 = 0,86) est comparable B celle du groupe IV. Les stdirnents de ce groupe sont rattachts au lobe de Kluane, ou l'influence des monts Saint Elias est rnaximale, en raison de sa proximitt et de l'absence d'obstacle topographique. La pttrographie

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Fig. 5. Plan des deux premiers facteurs de l'analyse factorielle des correspondances. APA, apatite; BIO, biotite; CAR, carbonates; CHL, chlorite; EPI, kpidote; GRN, grenat; KYA, disthene; OPQ, opaque; PYR, pyroxkne; STA, staurotide; TIT, titanite; TML, tourmaline; ZIR, zircon; ZOI, zoisite.

confirme l'importance des trois types de roches ddimen- taires (provenant des monts Saint Elias) dans le cortkge. Les trois Cchantillons du lobe d'Aishihik qui sont rattachCs B ce groupe proviennent de 1'extrCmitC sud du lobe, 111 oh l'influence locale est encore minimale.

Analyse factorielle des correspondances Une premibre analyse factorielle, effectuCe avec les profds mintralogiques des 84 Cchantillons analyds, a fourni peu de resultats, vu le poids des amphiboles dans l'ensemble du cortkge. En effet, en vertu du principe barycentrique, prati- quement tous les Cchantillons se sont agglomCrCs autour de la variable AMPHIBOLES. Nous avons supprime cette variable dans une deuxikme analyse factorielle, qui comptait donc tous les Cchantillons et 14 minCraux (ou groupes de minkraux). Ceci a permis de prCserver la structure des fac- teurs obtenus lors de la premiere analyse factorielle des correspondances, tout en favorisant l'association entre khan- tillons et minCraux discriminants.

Les trois facteurs pris en considCration rendent compte de

74% de la variabilitC des cortkges, soit 46% pour le premier facteur, 18 % pour le second et 10% pour le troisibme.

Le plan des facteurs I et II (fig. 5) apporte des pr6cisions supplCmentaires. On constate que le premier facteur oppose la biotite (note factorielle, nf = -0,68), qui constitue un ClCment local, aux Cpidotes, disthknes, pyroxknes et carbo- nates (nf = 0,38, O,5l, 0,65 et 0,84, respectivement), qui correspondent aux Cltments rkgionaux des ddiments. Du c6tC gauche de l'axe (nf nCgatifs), on retrouve les trois pre- miers groupes de la classification, interprttts comme des sCdiments provenant de glaciers locaux, alors que les deux derniers groupes se retrouvent B droite de l'axe. De plus, les cinq groupes se juxtaposent dans l'ordre de gauche 11 droite, B part les groupes 11 et I11 qui se superposent, renforpnt ainsi les rCsultats de la classification. Le second facteur oppose les carbonates (nf = 1,41) aux titanites (nf = -0,51) et aux grenats (nf = 0,59), ce qui sCpare les Cchantillons du lobe glaciaire d'Aishihik (oh l'influence locale se fait sentir) de ceux du lobe glaciaire de Kluane (oh l'influence rigionale est maximale).

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La representation sur le plan des deux premiers facteurs organise donc le nuage des tchantillons et minCraux en un triangle dont les sornrnets sont form& par la biotite, les carbonates et les titanites -grenats, ClCments clts respectifs des sediments internes i la chaine Ruby, de ceux correspon- dant au lobe de Kluane et de ceux du lobe d'Aishihik.

Contrairement 21 la classification, l'analyse factorielle des correspondances met en Cvidence le caractbre continu du cortbge rninkralogique des Cchantillons, et la localisation de ceux-ci dans le plan factoriel permet de nuancer les rksultats de la classification. Ainsi, les Cchantillons MK1, EG2 et RL8, par exemple, s'tloignent-ils notablement du noyau des groupes I11 et IV auxquels ils appartiennent. En fait, MKl a Ctt rattacht au groupe III par son pourcentage ClevC d'amphi- boles (55%), alors que ses pourcentages de titanites et de grenats l'apparentent davantage au groupe IV, groupe auquel il se rattache gCographiquement puisqu'il se situe dans le bassin d'Aishihik. De rn&me, EG2, situt le long du lac Kluane, prCsente des pourcentages de carbonates, disthbnes et pyroxbnes qui l'apparentent nettement au groupe V, celui qui correspond au lobe glaciaire de Kluane, mais son taux de biotites relativement ClevC (12%) le rattache au groupe IV. Enfin, RL8 prCsente un taux de biotites (16%) plus faible et un taux d'opaques (17%) plus ClevC que la moyenne du groupe 11 (auquel il est gtographiquement apparenti), ce qui le rattache au groupe IV, mCme si les apatites sont abon- dantes, tandis que les titanites et les grenats trbs rares. Dans ces trois cas, la position de 1'Cchantillon dans le plan factoriel permet de mieux discerner les affinitts avec les autres Cchan- tillons et l'ensemble du cortbge minkralogique.

Exemples d'extension glaciaire, de direction d'tkoulement et de transfluence

L'Ctude plus systimatique du cortbge minkralogique d'khan- tillons prtlevCs dans la vallCe Gladstone permet d'y delimiter l'extension maximale du lobe de Kluane. En effet, les Cchan- tillons prtlevts B l'embouchure de la vallCe Gladstone (DGl , EG2, KG1 et KG3) montrent une influence rCgionale mar- quCe par leur appartenance au groupe V (ou IV) de la classifi- cation, leur position dans le quadrant suptrieur droit du plan factoriel 1-11 de l'analyse des correspondances, l'abondance relative des minCraux accessoires rCgionaux ainsi que la prtsence de grauwackes, carbonates ou sCdiments grain fin. En revanche, les Cchantillons prClevCs B l'amont de la vallte (GCl, RL8, IV5, WL5 et WL9) montrent un cortbge mintralogique et petrographique local, oh les carbonates sont absents partout sauf dans un khantillon (RL8); ils occupent une position au centre oh B gauche sur le plan factoriel de l'analyse des correspondances et appartiennent, sauf RL8, aux groupes I1 et I11 de la classification. Les Cchantillons C06, C10 et C12, prClevCs dans un imposant cordon morai- nique frontal, montrent, quant B eux, une influence rkgionale affaiblie, comrne en tCmoigne leur appartenance au groupe I1 ou IV de la classification, leur position centrale dans le plan factoriel de l'analyse des correspondances, ainsi que le cor- tbge rninCralogique o i ~ carbonates, tpidotes et disthbnes sont prbents, mais moins abondants qu'h l'embouchure. Le cor- don morainique marquerait d o n ~ la limite est du lobe de Kluane dans cette vallCe. Le lien avec le lobe de Kluane est confirm6 par la prCsence de grauwacke ou de carbonate dans deux des Cchantillons.

On remarque Cgalement que les deux Cchantillons (MC3

et MC5) prtlevts dans un cordon morainique B l'ernbouchure de la vallCe appelte informellement Mars appartiennent au groupe 111, tout cornme les Cchantillons situts i l'amont de cette vallCe, alors que les Cchantillons prtlevts proximitt dans la vallCe Gladstone font partie des groupes I et 11. Ceci suggbre que le cordon morainique dans la vallte * Mars provient d'un glacier local s'Ccoulant depuis l'amont de cette vallk, et non du retrait du glacier principal de Gladstone qui aurait dkbordt dans le tributaire. Ces hypothbses, respective- ment locale et rigionale, avaient Ctt envisagtes par Johnson (1983), et I'analyse des minCraux lourds permet d'appuyer le modble local, en accord avec celui propost par Hughes (dans Johnson 1983).

Enfin, m&me la pktrographie qualitative des graviers permet de mettre en Cvidence une transfluence dans la vallte Twelfth of July, puisqu'on retrouve du grauwacke dans 1'Cchantillon RV1 situC au-dela du col de passage vers la vallk Ruby. Ceci indique que 1'Cpaisseur de glace dans la vallk de la rivibre Jarvis dtpassait 500 m.

Conclusion

Cette Ctude au sud-ouest du Yukon a permis de distinguer l'origine rtgionale des dtp6ts des lobes de glace de Kluane et d'Aishihik, par opposition 5 l'origine locale des sCdiments provenant de glaciers internes B la chaine Ruby. La distinc- tion se marque par des diffkrences au niveau des cortbges minCralogiques, de leur diversitt et de la pttrographie des graviers. De plus, la comparaison des corteges minkralo- giques et de la pttrographie avec les cartes gtologiques disponibles confirme que les monts Saint Elias constituent la source essentielle des glaces du lobe de Kluane et du lobe d'Aishihik, rnais que ce dernier s'enrichit rapidement en ClCments locaux en rtponse aux contraintes topographiques marquks (transfluences a une tchelle rCgionale). Les stdi- ments de la chaine Ruby montrent, quant B eux, une associa- tion Ctroite avec le substrat local, schisteux ou granitique. L'analyse factorielle des correspondances montre clairement que les biotites, les carbonates et les titanites - grenats consti- tuent les minCraux clts (ou groupes de minCraux clts) des cortkges pour distinguer glaciers locaux, lobe de Kluane et lobe d' Aishihik, respectivement. Enfin, la pktrographie - minkralogie dCtaillCe dans quelques secteurs de la chaine Ruby permet de dtlimiter l'extension du lobe de Kluane dans la vallCe Gladstone, de dkterminer la direction d'tcoulement de la langue de glace dans la vallke Mars, ainsi que de mettre en Cvidence une transfluence au niveau du col de la vallCe Twelfth of July. Cette ttude donne un exemple du potentiel d'utilisation de la mintralogie et de la pttrographie en tant qu'outils de reconstruction d'kvbnernents glaciaires, surtout dans des secteurs situts la fois prks des sources de glaces et des limites maximales d'extension, ou il y a des difft- rences marquCes de lithologie entre ces sources et le substrat local des zones terminales.

Remerciements

Cette Ctude a r e p l'appui financier du Conseil national de recherches en sciences naturelles et en gknie du Canada (subvention no A6888), du Fonds de recherches en Ctudes nordiques et du ministbre des Affaires indiennes et du Nord. La FacultC des arts et 1'Association des professeurs a temps partiel de 1'Universitt d70ttawa ont tgalement subventionnt

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cette recherche. Les mintraux lourds ont kt6 extraits au dtpar- tement de gkologie de 1'Universitt d e Louvain (Belgique), e t les lames ont kt6 monttes dans les laboratoires de ce dtparte- ment ainsi que ceux du dkpartement de gtologie de 1'Uni- versitt d'ottawa. Nous remercions Monique Frappier pour le dessin du diagramme mintralogique et Philippe Garvie pour les cartes numkrides. Les auteures expriment leur reconnaissance ?i William Shilts, Pierre Btdard et l a rtdac- tion d e la Revue pour tous les comrnentaires qui ont permis d'amtliorer cet article.

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