Surficial geology of the Lac Mégantic area, Québec

Till and related deposits from three glaciations are exposed in the Lac-Megantic area; indirect evidence indicates at least one earlier glaciation. Nonglacial fluvial sediments bearing far-travelled erratics at Grande Coulee River are the oldest Pleistocene sediments in the area. They are overlain by Johnville Till with fabric indicating ice flow from west or northwest. Johnville Till is overlain by fluvial sand containing organic debris more than 40 000 radiocarbon years old. This sand tentatively is correlated with sediments of the St. Pierre Interstade and is called the Massawippi Formation. Chaudiere Till overlies the Massawippi Formation or varves associated with retreat of the Johnville glacier. Fabric and composition suggest that it was deposited by a glacier flowing first southwest from an Appalachian ice cap and then shifting to flow southeast when the Appalachian ice cap was overwhelmed by ice from a Laurentide source. The glacier that deposited Chaudiere Till retreated towards the northwest only as far as the northwest-facing slopes of the Appalachians. blocking northward drainage and impounding glacial Lake Gayhurst in Chaudiere Valley and in adjacent valleys to the west. The Gayhurst Formation. consisting of a low member of about 3400 well graded silt-clay laminae. a middle member of deltaic sand and gravel. and an upper member of about 600 well graded silt-clay laminae. was deposited in a 370 to 380 m outlet phase (lower and middle members) and a 430 m outlet phase (upper member) of glacial Lake Gayhurst. The 370 to 380 m outlet carried overflow east into Saint John River; the 430 m outlet carried overflOW southeast through Coburn Gore. Maine and operated whenever ice stood far enough south of the Appalachians to block the 370 to 380 m outlet . It is suggested that the Gayhurst Formation was deposited during the entire time interval separating deposition of Chaudiere Till and overlying Lennoxville Till; 4000 couplets of laminated silt-clay may represent at least 4000 years of deposition. Lennoxville Till was deposited during a major re-advance of the glacier that deposited Chaudiere Till. The Lennoxville glacier is inferred to have covered all of southeastern Quebec and New England. Striae. fabric. and indicator dispersal patterns support east-southeast movement of the Lennoxville glacier at its maximum. The Drolet lentil. derived from the Clayey sediments of Gayhurst Formation. is a facies of Lennoxville Till deposited during early south-southwest advance of the Lennoxville glacier up Chaudiere Vall ey . Lennoxville glacier retreated from the Lac-Megantic area by backwasting of actively flowing ice. During halts or re-advance the glacier built till and gravel moraines and impounded proglacial lakes in Chaudiere Valley and its tributaries. Although no evidence was found to support the concept of late-glacial ice flow into Quebec from highland centres in Maine or New Hampshire. areas north and west of the study area were subjected to a reversal of ice flow; this reversal probably was caused by drawdown into St. Lawrence Valley where a deep re-entrant was formed in the ice sheet as the result of the development of a calving bay as sea level rose. Eventually a separate ice cap developed. with its divide through the northwest corner of the map area. as a result of a cutoff of ice south of st. Lawrence River from the main Laurentide Ice Sheet. After deglaciation streams incised deep channels in thick deposits of unconsolidated sediments. and large scale rotational slumping and flow slides occurred on the sides of the channels. The area of greatest slumping is in the Drolet Depression. a closed bedrock depression filled with more than 100 m of glacial sediments (largely varves of the Gayhurst Formation) in the vicinity of the confluences of Drolet and Eugenie rivers with Chaudiere River. Resume Dans la regwn du lac Megantic. sont exposes des tills et depots conn exes laisses par trois glaciations; il existe des indices indirects d'au moins une glaciation anterieure. Sur Ie site de la riviere Grande Coulee. on rencontre les sediments pleistocenes les plus anciens de la region. representes par des sediments fluviatiles non glaciaires. contenant des blocs erratiques qui ont eM transportes sur de grandes distances. Ceux-ci sont recouverts par Ie till de Johnville. dont la texture indique un ecoulement des glaces a partir de l'ouest ou du nord-ouest. Un sable fluviatile contenant des debris organiques dates par la methode du radiocarbone a plus de 40 000 ans recouvre ce till. On a provisoirement etabli une correlation entre les sediments de l'interstade de St-Pierre et ce sable fluviatile nomme formation de Massiwippi. Le till de Chaudiere recouvre la formation de Massawippi, ou les varves associees au recul du glacier Johnvill e. La texture et la composition de ce till suggerent qu'i/ a ete depose par un glacier qui s'ecoulait initialement vel's Ie sud-ouest a partir d'une calotte glaciaire appalachienne, puis s'est dirige vel's Ie sud-est lorsque cette calotte a ete envahie par les glaces issues d'une nappe glaciaire laurentidienne. Le glacier qui a depose Ie till de Chaudiere n'a recule vel's Ie nord-ouest que jusqu'aux versants nord-ouest des Appalaches, bloquant ainsi l'ecoulement des eaux vel's Ie nord et retenant les eaux du lac glaciaire Gayhurst dans la vallee de la riviere Chaudiere et les vallees adjacentes plus a l'ouest. La formation de Gayhurst, comprenant un membre inferieur compose d'environ 3400 m de laminations bien granoclassees de silts et d'argiles, d'un membre moyen compose de sables delta"iques et de graviers, et d'un membre superieur compose d'environ 600 laminations bien granoclassees de silts et d'argiles, s'est constituee pendant une phase ou existait un deversoir entre 370 et 380 m (membres inferieur et moyen) et une autre phase, ou existait un deversoir situe a 430 m (membre superieur) dans Ie lac glaciaire Gayhurst. Le deversoir situp entre 370 m et 380 m permettait l'ecoulement des eaux dans la riviere St-Jean; celui de 430 m l'pcoulement vers Ie sud-est a travers Ie site actuel de Coburn Gore dans Ie Maine; il remplissait sa fonction toutes les fois que les glaces arrivaient suffisamment au sud des Appalaches pour endiguer Ie premier deversoir. On suggere que la formation de Gayhurst s'est constituee pendant tout l'intervalle de temps ecoule entre Ie depot du till de Chaudiere et celui du till sus-jacent, appele till de Lennoxville; 4000 couples de laminations alternativement argileuses et silteuses pourraient representer au moins 4000 ans de sedimentation . Le till de Lennoxville s'est depose pendant unc importante reavancee du glacier qui avait laisse Ie till de Chaudiere. On suppose que Ie glacier de Lennoxville avait recouvert tout Ie sud-est du Quebec et la Nouvelle-Angleterre. La presence de stries, les types de texture, et les marques laissees par la dispersion des glaces semblent confirmer Ie deplacement est-sud-est du glacier Lennoxville pendant l'extension maximum de celui-ci. La lentille de Drolet, derivee des sediments argileux de la formation de Gayhurst, represente un facies du till de Lennoxville, depose pendant les premieres phases de l'avancee sud-sud-ouest du glaCier Lennoxville, celui-ci remontant la vallee de la riviere Chaudiere . Le glacier Lennoxville s'est retire de la region du lac Megantic, par recul progressif du front de ce glacier encore actif. Pendant les phases de stationnement ou de reavancee, Ie glacier a edifie des moraines de till et de graviers, et endigue les lacs proglaciaires dans la vallee de la riviere Chaudiere et les vallees tributaires. Bien que l'on n'ait pu trouver de preuves d'un ecoulement glaciaire tardif a l'interieur du Quebec a partir de zones montagneuses situees dans Ie Maine ou Ie New Hampshire, il est evident que des secteurs situes au nord et a l'ouest de la region etudiee ont vu une inversion de l'ecoulement glaciaire: celle-ci resultait probablement d'un rabattement provoque par l'ecoulement des eaux dans la vallee du Saint-Laurent; dans celle-ci, il est apparu une prof on de echancrure de la nappe glaciaire, par suite de la formation d'une baie, devenue site de vel age des glaciers, au fur et a mesure de la montee du niveau de la mer. n s'est finalement forme une calotte glaciaire distincte, dont la ligne de partage passait par Ie coin nord-ouest du secteur cartographie, les glaces sitw5.es au sud du Saint-Laurent s'etant scindees de la partie principale de la nappe glaciaire laurentidienne. Apres la deglaciation, les cours d'eau ont creuse de profonds chenaux dans les epais depots de sediments non consolides; de part et d'autre de ces chenaux, ont eu lieu d'importants glissements rotatoires et coulees de sOlifluxion. La zone qui a subi les plus forts glissements est la depression de Drolet, bassin ferme ayant comme materiau de base la roche en place et rempli de plus de 100 m de sediments glaciaires (en grande partie des varves de la formation de Gayhurst) a proximite de la confluence des rivieres Drolet et Eugeni avec la riviere Chaudiere. INTRODUCTION culturally distinctive Beauce County region. Lac-Megantic (population 7108) is the major population and commercial centre of the area, which has about 20 000 inhabitants overall. This report describes Quaternary deposits in the Woburn Lac-Megantic Saint-Martin region of southeastern Quebec, an area of 2100 km 2 , bounded by 46°N, 71 oW and the Canada-United States border (fig. 1). Field work was carried out during 1967, 1968, and 1969. The study area includes Quebec portions of NTS National Topographic System map areas (1:50 000) 21 E/15 (St. Evariste), 21 E/16 (St. Theophile, formerly Armstrong), 21 E/ I a (Megantic), 21 E/7 (Woburn), and 21 E/9 (Lac Emilie).