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Lyal Harris

Géologie structurale et géophysique

Tectonique, contrôles structuraux sur la minéralisation.

Projets en cours

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ÉTUDIANTS ENCADRÉS

 

 

Structure et évolution tectonique des terrains Archéens et Protérozoiques au Canada et en Australie : Traitement et interprétation des données géophysiques intégrées aux études de terrain

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  • Le rôle des structures crustales profondes sur la minéralisation aurifère et magmatique Ni-Cu-EGP-Cr dans la Province du Supérieur et son extension sous la Province SE de Churchill (Financement TGI Phase 5, RNCan).

  • Structure et évolution tectonique de la Zone Noyau: avec Marc-Antoine Vanier et Carl Guilmette (U Laval); MERN Québec

  • Structure de la région de la Baie James, Québec: avec Nathan Cleven et Carl Guilmette (U Laval); MERN Québec

  • La province de Grenville du sud du Québec: 

    interprétations géophysiques et implications pour la géothermie profonde et les corrélations régionales.

  • Avec Aurélie Gicquel et Bernard Giroux (INRS-ETE).
  • Structures profonds et contrôles sur la minéralisation des craton de Yilgarn et de Pilbara et les ceintures protérozoïques en Australie occidentale.

 

 

Projets récents

 


 

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  • Évolution structurelle et tectonique de l'île Victoria, Territoires du Nord-Ouest, Arctique canadien 
Traitement et interprétation structurale des données aéromagnétiques, gravimétriques et tomographiques du nord-ouest de l'île Victoria. 

Collaborateur : Jean Bédard (CGC-Qc)

 

Image aéromagnétique de la région d'étude. Source : CGC.

 

  • La modélisation physique des structures géologiques

La modélisation en centrifugeuse de la déformation d’une série de multicouches sur une infrastructure ductile fournit les premiers modèles physiques du processus tectonique d’écoulement canalisé (channel flow) dans les orogènes. Les modèles aident l’interprétation des orogènes tels que l'Himalaya. Un nouveau mécanisme pour la formation des structures qui caractérisent les terrains archéens de granite-roches vertes a été développé. Les résultats de la modélisation d’écoulement canalisé suggèrent que le déplissement de roches peut se produire dans les orogènes chauds et dans l'Archéen. La modélisation et visualisation 3D des diapirs illustrent leur interaction avec les failles et aide l'interprétation de profiles sismiques. Les modèles en bac à sable des structures associées aux discontinuités du socle sont utilisés pour fournir une meilleure compréhension de la géométrie et de l'évolution des structures des bassins sédimentaires, des ceintures de plis-chevauchement et des terrains archéens.

Financement : CRSNG (financement précédent : Petroleum Research Fund)

Étudiants : Noémie Fayol UQAM), Lindsay Waffle (Queen's)

Collaborateurs : L. Godin (Queen's U.), C. Yakymchuk (U. of Maryland), M. Jébrak (UQAM), Eric Johnson (Hartwick College)

  • Structure et évolution tectonique de la Province de Grenville (Québec) et de l’État de New York

Les études de terrain et l'interprétation de données aéromagnétiques, gravimétriques et des profils sismique profonds Lithoprobe ont conduit à une réinterprétation de la structure régionale, de la tectonique et de la minéralisation de la Province de Grenville dans le sud-ouest du Canada et de l'État de New York. Un nouveau modèle tectonique est développé soulignant :

(i) L'origine et le rôle des structures de socle profondes et du manteau supérieur lors de la sédimentation et de la minéralisation en Zn, la déformation pendant l’orogenèse grenvillienne, et la séismicité.

(ii) L'importance de l'extension crustale après l'assemblage de terrains à la marge laurentienne pendant l’orogenèse elzevirien à ca. 1,2 Ga

(iii) Les contrôles structuraux sur la minéralisation.

Un projet détaillé appliqué à l'exploration s'achève dans le complexe gneissique de Bondy.

Collaborateurs : Marc Richer-Laflèche (INRS), Eric Johnson (Hartwick College), Louise Corriveau (CGC-Qc)

Étudiants : Grégory Dufréchou, Vladimir Antonoff, Camille Armengaud (INRS)

Financement : CRSNG, DIVEX (voir DIVEX SC31 : Crustal-scale structures, gravity “worms” and mineralization), Richmond Minerals, Fort Chimo Minerals

 

  • Rôle des structures dans la croûte profonde et le manteau supérieur sur la localisation de la minéralisation, la mise en place des kimberlites et les séismes

Identification des structures profondes à partir de données aéromagnétiques, gravimétriques et tomographiques au Canada (provinces de Grenville et de Supérieur, les Appalaches, les orogènes du Nouveau-Québec et des Torngats, et des terrains paléoprotérozoiques), aux États-Unis  (l'Ouest, les Adirondacks), en Espagne et au Portugal (Ceinture de pyrite ibérique).

Financement : CRSNG, DIVEX, contrats avec des compagnies d'exploration

 
  • Modèles de la tectonique archéenne - comparaisons avec Venus

- Interprétation des données géophysiques : cratons du Supérieur et Yilgarn (Australie).

- Modèles conceptuels et analogues pour la tectonique archéenne, sans la tectonique des plaques. 

- Interprétation des structures sur Venus à partir des images radar et les données gravimétriques.

Collaborateurs : J. Bédard (CGC-Qc), C. Guimette (U. Laval)

 

Article du webzine Planète INRS : L'Abitibi a-t-elle ressemblé à Venus?

 

Récentes affiches : 

SCLM rifting and regional shearing in the N. American Superior Craton – Implications for deformation, mineralization, and tectonic reconstructions

Interactions between regional transcurrent shearing, rifting, and mantle flow on Venus: radar and gravity interpretations and Earth analogues

Modèle d'écoulement du manteau comme la force motrice pour l'indentation et échappement latéral sur Ishtar Terra, Vénus (une planète sans la tectonique des plaques). Un modèle similaire est proposé pour la déformation de terrains de granite/roches vertes dans une terre archéen sans la tectonique des plaques. Harris & Bédard (2014b)

 

  

Bédard et al. (2012)

► Le déplacement des cratons archéens est dû à la pression sur leur quille de l'écoulement du manteau

► Les plateaux océaniques s'accrètent au bord d'attaque des cratons archéens mobiles 

► Les arcs archéens sont très recherchés, mais jamais trouvés

► Le paradoxe de l'accrétion et du raccourcissement des terranes archéens sans subduction est éliminé
 

      

 
 
 

 

 

  • Géothermie profonde au Québec
Nouveau projet avec Bernard Giroux et Erwan Gloaguen (INRS).
 
 
 

 Concours de l'ACFAS  « La preuve par l'image »

 

La forme « daliesque » de la terre profonde de chez nous 

Cette image, dérivée d’ondes sismiques générées par des tremblements de terre, fournie une représentation 3D de l’intérieur de la terre, du nord du Québec jusqu’à la Nouvelle-Angleterre. Les propriétés sismiques sont constantes le long des surfaces de différentes couleurs, elles fournissent ainsi des détails sur la forme et les limites des blocs géologiques fondamentaux et des structures de la croûte et du manteau terrestre, allant de la surface jusqu’à plus de mille kilomètres de profondeur. Cette image (dont la version originale peut être manipulée en 3D) est utilisée pour cartographier les différents domaines géologiques en grande profondeur et les discontinuités pouvant contrôler la localisation de gisements de minéraux d’intérêt économique et la mise en place d’intrusions diamantifères. Cette image « daliesque » pourrait aussi nous faire penser au visage grotesque d’une créature mythique « chthonienne » que les anciens supposaient résider dans les antres de la terre. 

 
Les isosurfaces des écarts de vitesse sismique par rapport à un modèle d’une terre uniforme sont calculées à partir des données tomographiques du MIT. Les couleurs ombragées chaudes et froides correspondent aux valeurs positives et négatives. Une carte de la région étudiée est en arrière-plan.
 
 

 


Current research projects

 
(see field photos- note under construction)                             
      PUBLICATIONS
      STUDENTS &
      RESEARCH GROUPS
      EDUCATION & EXPERIENCE
      ORGANISATIONS
      TEACHING
 

 

Structure and tectonic evolution of Archean and Proterozoic terrains  in Canada and Australia: enhancement and interpretation of geophysical data intfield studies

 

  • Structure of the James Bay region, Québec: 

    Nathan Cleven & Carl Guilmette (U Laval); MERN Quebec

 

  • Structure and tectonic evolution of the Core Zone: Marc-Antoine Vanier & Carl Guilmette (U Laval); MERN Quebec
  • The role of deep crustal strucures on Au and magmatic Ni-Cu-PGE-Cr mineralization in the Superior Province and its extension beneath the SE Churchill Province. (Funding TGI Phase 5, NRCan)

 

  • The Grenville  Province of southern Quebec: geophysical interpretations and implications for deep geothermal and regional correlations

With Aurélie Gicquel et Bernard Giroux (INRS-ETE).

  • Deep structure and controls on the mineralization of the Yilgarn and Pilbara craton and Proterozoic belts in Western Australia

  • Recent projects
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  • Structural and tectonic evolution of Victoria Island, Northwest Territories, Canadian Arctic
Enhancement and structural interpretation of aeromagnetic, gravity, and seismic tomographic data of NW Victoria Island.
Contributor: Jean Bédard (GSC-Qc)
Aeromagnetic image over Victoria Island study area. Source: Geological Survey of Canada.
 
  • Development of new Archaean tectonic models - comparisons with Venus
Development of conceptual (non-plate tectonic) and centrifuge analogue models for Archaean tectonics. Interpretation of structures on Venus from radar and gravity data.
 
Translation of PlanèteINRS webzine article: Did the Abitibi Province of Quebec once look like Venus? 
 
Recent posters:
SCLM rifting and regional shearing in the N. American Superior Craton – Implications for deformation, mineralization, and tectonic reconstructions 
Interactions between regional transcurrent shearing, rifting, and mantle flow on Venus: radar and gravity interpretations and Earth analogues

Mantle flow model as the driving force for indentation and lateral escape in W Ishtar Terra, Venus (a planet without plate tectonics). A similar model is proposed for deformation of granite greenstone terrains in an Archaean Earth without plate tectonics. Harris & Bédard (2014b)

 
Contributors: J. Bédard (GSC), L. Godin (Queen's U.)

   

Bédard et al. (2012)

► Archaean cratons drift due to pressure of mantle flow on their keels

► Oceanic plateaux accrete to mobile Archaean craton leading edges

► Archaean arcs are snarks: often sought but never found

► The paradox of subductionless Archaean terrane accretion & shortening is eliminated
 

      

 
 
 

 

 

  • Physical modelling of geological structures
Channel flow Centrifuge modelling of deformation of a series of multilayers on a ductile substrate provides the first physical models of channel flow in orogens. Research aims at achieving a better understand of the development of structures in orogens such as the Himalayas. A new mechanism for the formation of dome and keel structures that characterize Archaean granite-greenstone has been developed. Modelling results suggest that the unfolding of rocks can occur in long hot orogens and in the Archaean.
Diapirism Modeling and 3D visualization of diapirs and their interaction with faults to aid  interpretation of seismic profiles.
Sandbox modelling Sandbox models of structures associated with discontinuities of the basement is used to provide a better understanding of the geometry and evolution of structures in sedimentary basins, fold-thrust belts and Archean terrains.

Funding: NSERC (Past funding: Petroleum Research Fund)

Students: Noémie Fayol (UQAM), Lindsay Waffle (Queen's)

Contributors: L. Godin (Queen's U.), C. Yakymchuk (U. of Maryland), M. Jébrak (UQAM), Eric Johnson (Hartwick College)

 

  • Structure and tectonic evolution of the Grenville Province, Quebec and upstate New York
The field studies and interpretation of aeromagnetic, gravity and Lithoprobe deep seismic profiles have led to a reinterpretation of the regional structure, tectonics and mineralization of the Grenville Province in southwestern Canada and upstate New York. A new tectonic model is developed stressing:
(i) The origin and role of basement structures and deep upper mantle during sedimentation and mineralization of Zn, deformation during the Grenvillian orogeny and seismicity.
(ii) The importance of crustal extension after the assembly of land to the Laurentian margin during orogeny Elzevirian ca. 1.2 Ga
(iii) The structural controls on mineralization & seismicity.
Collaborators : Marc Richer-Laflèche (INRS), Eric Johnson (Hartwick College), Louise Corriveau (CGC-Qc)
Students: Grégory Dufréchou, Vladimir Antonoff, Camille Armengaud (INRS)
Funding : NSERC, DIVEX (see DIVEX SC31: Crustal-scale structures, gravity “worms” and mineralization), Richmond Minerals, and Fort Chimo Minerals

 

  • Role of structures in the deep crust and upper mantle on the location of mineral deposits and for kimberlite emplacement
This project seeks to identify  deep crustal to upper mantle structures from enhanced, long wavelength components and edge detection ("worming") of aeromagnetic and gravity data and seismic tomographic data in Canada (Grenville Province, Appalachians,  New Québec and Torngat orogens and Palaeoproterozoic terrains), United States (western U.S.A, Adirondacks),  Spain and Portugal (Iberian Pyrite Belt), and N India-Himalayan orogen and determine their relationship to mineral deposits.
Funding: NSERC, DIVEX, contracts with exploration companies.    

 

  • Deep geothermal energy in Quebec
New project with Bernard Giroux & Erwan Gloaguen (INRS).

 


 

Photos de terrain (Field photos)

En construction (Under construction)

 

Colorado Structural & Tectonics Forum, Colorado, June 2014

PDF of field & scenic photos

 

 

Shikoku, Japan, 2012

Le rôle des structures crustales profondes sur la minéralisation aurifère et magmatique Ni-Cu-EGP-Cr dans la Province du Supérieur et son extension sous la Province SE de Churchill.Structure and tectonic evolution of Archean and Proterozoic lands in Canada and AustraliaStructure and tectonic evolution of Archean and Proterozoic lands in Canada and Australia

Deep structure and controls on the mineralization of the Yilgarn and Pilbara craton and Proterozoic belts in South Australia

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