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1. 5 Table 2 2 Concentration of Nb ppm and LREE ppm in the upper till at the B langer pit Pointe Fortune as well as typical background values cf Appendix A 85 Table 2 3 Pebble counts in the upper till at the B langer pit Pointe Fortune 86 Table 3 1 Borehole database validation criteria 59550095955550099 9555999 9959 112 Table 3 2 Distribution of reliability classes for boreholes integrated in the model 124 Table 3 3 Thickness and volume estimates of main GFM units Homogenous porosities n cm cm are from the literature and used to obtain relative pore volumes 129 Table 4 1 Mean infiltration rates adapted from Hamel 2002 and homogeneous porosity from literature used as input parameters in Eq 4 1 154 Table 4 2 Results are grouped into 6 DAT classes and their percent areas have been calculated The proposed relative vulnerability index allows for a practical albeit subjective ranking of the CASSER 158 Table 4 3 Comparison of geometric mean DAT from a 1 km area centered on wells with tritium data from groundwater samples taken under the upper limit of the fractured rock aquifer Note the difference in TU data due to decay between 1977 and 2000 Table 4 4 Estimated range values for the input parameters 164 XV L
2. tee ce SA 01 Wir CR i UY Cates ZO Gm ce qq 01 Kay a y n Alia Ge BEN gigs AM mt OG Lath Ae ett WW ag FEUX gt a a Geen Kee weg 001 9 ai qe neat ta vee dant sonata Lien ELITES uu ae We E q n n nnnn a 121 5 249 Cur 5 1 01 VOTO Ont COONAN KS 11 ES y DU d ce ho m e eee ree es Cen Se DS ta SCH KS s du x hs ys ce 2 ar Se di sat SEG D gt se R e 5 z Nee d aS Geen Ca Ges SE GC Z mi hea RA q Serre i Ge ae S mi y Ge M ei St be em a a m i em ce SECH a Rut ZA ut EE PP a ee Fe TU Green z lt em 277 FT itt il slot eid 1 a 09 gt o DM 0 8 N N 02 l o 0 D o D s 3 vO OHD su sciutr y 250 suyut OOT O A Ct IMmMSpPpUOJOIX m TU 27 Q mt en
3. 619 09 20 WLS Hd LS os gt 002 TP sw es 91 1 20 9 883 00 09 gt 606 g r 200 2911 20 ugi er ze 00 L 22 190 20 We6EZSHO 00 WE 9 Hdf LS m eyns Say sjyeqnsey 230 5 8 3S PUO 9 deu 3s no pns sa pns 59 8 61894 1 8 8 8029 seseyd sejediouud xn p s p 92 9 19 5919 Uoisiedsip ap 599 5 s p saayeuixoldde sou sel sealjuiod ue sasses6 seul s 7 8 ap SUEP GN Np UONNALISIP 99 8 L Yy 941614 a jeujoque oxy soddns apeg a 8 2 5 A 5 samans apos M 8 1020491044 03 30 EN 30ISNYIVO 30 NOLLWWHOS 592 WWOSLOd 30 AdNOYD an u dn u liqulo S 59 9 0 6 22 9558 9 05 na es Il l suep wdd ulniqolN aNWOJOQ YSIYIHL 30 NOLLWWHOS Bsaqsuap6c quon D vojuguny axquew D nuolog SIONHVHNV38 30 18e 30 NOLLVWNHO B B NMOLNYWY338 30 34N049 848283 AZVHO 30 3dNOH9 2118929 MOVIE 30 3anodo
4. o Trainee morainique derri re abi sss 6 4 es Forme morainique fusel e D Stries glaciaires d coulement connu inconnu 7 2 2 i Chronologie relative des surfaces stri es 1 plus ancien 52 D pression lin aire contr l e par la structure du roc Sg Rebord d escarpement rocheux Ar Affleurement rocheux isol D zo SS x 319
5. ee my II At Om Gg 5 km 10 km 15 km 20 km Rivi re Jourdain Esker de Sainte Th r se Autoroute 640 Riviere Mascouche Route 117 100 y 5 13 50 1 la Om 0 km 5km 10 km 15 km 20 km 25 km 304 LEGENDE Mg S diments remani s par glissement de terrain O S diments organiques E S diments oliens Alluvions actuelles Alluvions de terrasses fluviales Alluvions des terrasses anciennes 15 S diments littoraux et d exondation Lac Lampsilis S diments littoraux et Mb d exondation Mer de Champlain Ma S diments fins d eau profonde Mer de Champlain Complexe Rivi re du Nord s diments fluvioglaciaires et s ds marins remani s Gs Gx Sedimenis fluvioglaciaires 2 Tili non diff renci Hon Formations superficielles non diff renci es BRF Substratum rocheux non diff renci Forage localisation seulement Groupe de forages quantit de forages chelle horizontale 1 100 000 Exag ration verticale 20x kilom tres 2 5 0 2 5 5 Coupe EE Riviere Jourdain Autoroute 640 Rivi re Mascouche Rivi re des Mille les Rosem re 100m 32 50m Em 8 Om 0 km 5 km 10 km 15 km 20 km Coupe FF Sainte Anne des Plaines Autoroute 640 Ruisseau La Corne Lorraine Ruisseau Lacass
6. 528 000 m E 597 000 m E 5 079 000 m N 5 029 000 m 597 000 m E _528 000 mE 597 000 m E 5079000mN 5 079 000 mN Carte de la distribution et de Pepaisseur M Epaisseur de Pargile marine Mer de Champlain 50 45 40 35 30 Courbe d gale paisseur m 25 Equidistance de 10m 20 15 10 5 22 Non disponible Echelle 1 200 000 kilometres 5 carte numerique Geomatique Canada ique Fond de matiqu Modification du fond de carte numerique Ressources naturelles Canada 5 029 000 mN 5 029 000 mN 528 000 m E 597 000 mE _528 000 mE 597 000 m E 5079000mN 5 079 000 mN EGERBE Carte de la distribution et de Pepaisseur des M Epaisseur S diments sableux marins fluviatiles et oliens 50 45 40 35 30 Courbe d gale paisseur m 25 Equidistance de 10m 20 15 10 5 0 Topographie du modele 22 Non disponible Echelle 1 200 000 kilom tres 5 0 5 Projection transverse universelle de Mercator Syst me de r f rence g od sique nord americain 1983 Zone 18 ond de carte num rique G omatique Canada Modification du fond de carte num rique Ressources naturelles Canada 5 029 000 m 5 029 000 m N 528 000 m E 597 000 mE _528 000 mE 597 000 mE 5 079 000
7. 2118929 NOLN3HL 30 34nO45 EM UdIDIAOPIO 9 82 8 15 EE 9983919 30N3931 APPENDICE B RESULTATS DES ANALYSES GEOCHRONOLOGIQUES Our Sample No 233 GEOCHRON LABORATORIES a division of Krueger Enterprises Inc 711 Concord Avenue Cambridge Massachusetts 02138 1002 USA t 617 876 3691 f 617 661 0148 vvvvvv geochronlabs com RADIOCARBON AGE DETERMINATION REPORT OF ANALYTICAL WORK GX 28862 AMS Date Received 01 24 2002 letter dated 01 23 2002 Date Reported 03 15 2002 Your Reference Submitted by Sample Name AGE Description Pretreatment Comments l SCH Dr Michel Parent Centre G oscientifique de Qu bec 880 chemin Ste Foy bureau 840 C P 7500 Sainte Foy QC GIV 4C7 Canada 00 CHS2 28 4 11140 40 C years BP C corrected Sample of shell The shells were cleaned thoroughly in an ultrasonic cleaner They were then leached thoroughly with dilute HCI to remove additional surficial material which may have been altered and to be sure only fresh carbonate material was used The cleaned shells were then hydrolyzed with HCl under vacuum and the carbon dioxide was recovered for analysis The sample was very small and analysis by accelerator mass spectrometry AMS was required 4 3 o Notes This date is based upon the Libby half life 5570 years for C The error is 1 s as judged by the analytical data alone Our m
8. Alluvions actuelles Alluvions de terrasses fluviales Alluvions des terrasses anciennes 18 S diments littoraux et d exondation Lac Lampsilis S diments littoraux et Mb d exondation Mer de Champlain Ma S diments fins d eau profonde Mer de Champlain Complexe Riviere du Nord s diments fluvioglaciaires et s ds marins remani s Gs Gx Sedimenis fluvioglaciaires 22 Tili non diff renci EG Formations superficielles non diff renci es ERE Substratum rocheux non diff renci Forage localisation seulement Groupe de forages quantit de forages chelle horizontale 1 100 000 Exag ration verticale 20x kilom tres 2 5 0 2 5 5 Coupe K L Riviere Saint Andr 0 km 5 km Coupe L Collines de Saint Andr 200m Rivi re du Nord Autoroute 50 150 m Route 158 100m Lac des Deux Montagnes Oli 50m 0 0 km 5 10 km 15 km 20 km 200m Rivi re du Nord Co u pe M 150 m Autoroute 50 al Eu Lac des Deux Montagnes Saint Placide S 100m Collines de Saint Andr 22 Mb 4 0 km 5 km 10 km 15 km 20 km 290 L GENDE 6 S diments remani s par glissement de terrain O S diments organiques E S diments oliens Alluvions actuelles Alluvions de terrasses fluviales Alluvions des terrasses
9. oun anod Isuq 91180104 028 LYO S A OSI 695 X SA 4LS 00 0PT 06 008 SL Ve n ds oye y wo w anapuojorg o 0 09 001 54 348158 vurur 254 lqes sypojur D SOAR ILL 98 2892521 95 2 SL L add IUNES 90 091 001 09 0 u su nAn npuo2 028 0 S A OST 695 SA 4 LS 00 SL OL 9 Zap anopuojoig APPENDICE D LES COMMANDES ET LES SCRIPTS GOCAD UTILISES DANS LA CARTOGRAPHIE DE LA VULNERABILITE 256 L Appendice D contient les commandes utilis es dans gOcad pour cartographier la vuln rabilit l aide d un mod le g ologique surfacique MSG 3D Voir le Chapitre 4 pour les explications Info g n rale Espacement des noeuds de la grille en x et en y 200 m tres identique au fichier pi zo de D Paradis cf Paradis 2002 Surface piezometrique provient du fichier de D Paradis cf Paradis 2002 Porosit litt rature Infiltration donn es adapt es de Hamel 2002 Calcul et repr sentation cartographique effectu e avec le logiciel gOcad 1 Param tres et scripts pour calculer le temps de transport advectif de la recharge a l aide d une grille 2D contenant toutes les informations du MSG x y z paisseur de chaque unit Grille 2D anes 2 Ges Point d impact MSG a 13 0 6 2 Ma
10. Rivi re aux serpents 200m ON oo Rivi re du Nord Route 148 Ruisseau au Prince TI 100 m 0 km 5 km 10 km 15 km 20 km 25 km 30 km LEGENDE 9 S diments remani s par Ma S diments fins d eau glissement de terrain profonde Mer de Champlain S diments organiques Complexe Rivi re du Nord s diments Co u pe R S Cm fluvioglaciaires et s ds marins remani s Collines d Oka E Sediments oliens 65 6 S diments fluvioglaciaires Collines d Oka Alluvions actuelles diff j Lac des Deux Montagnes EE Ruisseau Masson CAE Alluvions de 2 99 Formations superficielles terrasses fluviales non diff renci es Alluvions des Substratum rocheux 100m terrasses anciennes ERA non diff renci S diments littoraux et F icati Lb a o orage localisation seulement d exondation Lac Lampsilis ge Om Mb Sediments littoraux et Groupe de forages quantit de forages d exondation Mer de Champlain chelle horizontale 1 100 000 Exag ration verticale 20x kilom tres 2 5 0 2 5 5 0 km 5 km 10 km Coupe S Autoroute 50 Riviere du Nord 150 m 100 m 50m 0 km 5 km 10 km Mg S diments remani s par glissement de terrain O S diments organiques E Sediments oliens Ap Alluvions actuelles At Alluvions de terrasses fluviales Alluvions des te
11. Dmm De oe S S e LE Elevation 49 masl x gt E d NS i iDms 120145 524 sn E EA KT GE ESTE EEE 0 71 5 1 o 78 5m 81m 2 9m 410 8 86m El sa Sandstone Covey Hill Fm Potsdam Gr Figure 2 8 Stratigraphic borehole log 00 STJPH The thick till sheet does not show evidence of a significant glacial dynamics shift The lt 63 um fraction reveals a Sr anomaly Carbonatite indicators of are only slightly anomalous Mixed contribution from both the widespread limestone and a small alkaline intrusion to the northeast best explain the geochemical signature of the till Finally most of the overlying Champlain Sea sediments appear to have been deposited prior to the maximum salinity phase 80 2 4 3 Saint Beno t buried valley This buried valley is the deepest trough in the study area Fig 2 3 The seismic survey revealed a buried bedrock ridge separating the valley into two sub valleys Fig 2 9a b The seismic data suggest that up to 34 m of stratified sediments are present in the deepest part and up to 21 m in the northern segment of the profile Fig 2 9 Till thickness ranges between 16 and 50 m in both sub valleys and seismic facies analysis suggests that it may in fact be composed of two till units Fig 2 9 but this remains to be confirmed by stratigraphic drilling Nevertheless it is likely that Argenteuil Till is present in that valley as suggested in Fig
12. 05 15 COLL 9620 18 8bS 18 20 SLOFWIc LO 90 6896 6697 yol 0602 6 ve 0619 609505 8sboss 08L 1 20 LOFvId LO 808 4902 160 cl 89 21 L OZE 9 85 Ye S 6293609 069999 6111 20 ELO LO 198 LL 62 ve se z 1922 DS 9002 6687 8 SE0S 6995 8211 20 CLOMWI LO wel OPL 2665 ce OV 2 1819 65 09 ZLL1 2O 24 10 LL OL 66 16 y 0905 c OW el ve Ely CICEYOS S G Zyg 9111 20 q VoFV d 10 DOLL 6166 829 ye cc 095 9965 2686 cleevOS 919179 9 0 EL Ott LO 026 9918 907 18 8192 95 6865 2295 9 669 69 FILLE OLOFWI LO 106 yi 22 989 65 95 15 9156 8626 0662 8 069299 61 20 6001 LO 8281 LG 291 SS PL 222 9992 EGIS 909 6012 2982709 OZeess 2211 20 8004 LO Leb PZ 8066 69744 1612709 9 8 99 11 20 100FvId LO 69 epee 0 89 9 1 98 ve 9O 44784 9922065 10896 0111 20 8c0rvId 66 6001 2218 v8 Lt 222 9 ve 20828 9560 806585 6911 20 22001466 9911 11902 OLEZ 891 ec 2950 859 lh 0169 666620 899 5 89L1 c0 9COFVId66 0621 1180 65 5 55 68 LC 2260 Lib 18 09862059 9885 9 2911 20 SZOMWIc 66 LEL 6 05595 027 e6 vz 8206 1 81 08625 588605 g02989 9911 20 LZOHWIc 66 879 0969 821 9101 8612 vest 2 2 27 2 1165 9911 20 6102 14 66 4201 15 021 8209 tr Gr 665 80609 115909 121 99 9 20 8102 14 66 100000 200000 200000 600000 S00000 0000 00000 A
13. 6 0 0 9 NR 2 Vv A a 0 D aona 00000000 00000 0200 O 0 SOL oL 1 OSL Or L set OSL SEL OZ 1 SOL OOL o lt SLL OLL 2IUBISICI 10 OH su sduus Er 246 Cur an9spuocjoig suysyut 11 co eh Ve Spicer SE y E Ga 2 US a Cata a SE SEAN e A ii E EE a EE ee egent EE cea malla IA A ARR 7 8 E o o gt D gt C O O c an 63 DDUBISIC 20 4 002 41 su scilutr y 247 uu anspucjyolig su ur OOL O Ai ANE a aes de 522 EE Se meng SH n La ee m Zon 8 844460 888 a 559 rene 84 Weess 2161 1 4 944488 09 1113111117 yibsak 11 3 ad da 1 944 4 4 s s w N N a O O o o o o 2UBISIA dc0O OAD 91 001 su 1 1 21 248 tu anspuocyorg S UL UUL 11 A gl St 291 dan E CHE 2 9 07 A0 Alto Q l Ca el eg En MM de EE 1 cage Ree
14. cela le fait que l information g ologique n est pas toujours quantitative et elle est m me souvent largement bas e sur des observations indirectes Par exemple un contact g ologique peut tre inf r entre deux observations de terrain notamment partir de l analyse de photographies a riennes Des donn es g ophysiques peuvent tre analys es et interpr t es afin de d duire les conditions de sous surface On fait parfois appel des termes anglo saxons tels que soft data pour qualifier ce type donn es G n ralement ces 35 derni res sont beaucoup plus nombreuses que les observations directes ou hard data Par cons quent elles doivent tre prises en compte d autant plus qu elles fournissent souvent des informations valables sans lesquelles il serait pratiquement impossible de construire un mod le g ologique ad quat Un syst me de g omod lisation doit donc permettre de tenir compte des diff rentes contraintes inh rentes aux donn es soft et hard et de rattacher des propri t s aux objets naturels complexes Mallet 1992 2002 Enfin il doit permettre l application de requ tes de calculs et autres commandes sur les objets modelises et leurs propri t s Finalement les mod les g ologiques sont sujets de nombreuses modifications et les syst mes de g omod lisation doivent permettre certaines transformations afin de satisfaire entre autres les exigences d autres syst mes et applications Le Tableau 1 4 pr
15. d gt 50 15 km 20 km 25 km LEGENDE S diments remani s par glissement de terrain S diments organiques S diments eoliens Alluvions actuelles Alluvions de terrasses fluviales Alluvions des terrasses anciennes S diments littoraux et d exondation Lac Lampsilis S diments littoraux et d exondation Mer de Champlain Ma S diments fins d eau profonde Mer de Champlain Cm Complexe Rivi re du Nord s diments fluvioglaciaires et s ds marins remani s Gs Gx Sedimenis fluvioglaciaires 22 Till non diff renci Ron Formations superficielles non diff renci es En Substratum rocheux non diff renci Forage localisation seulement Groupe de forages quantite de forages kilom tres 2 5 Autoroute 640 Lac des Deux Montagnes v a ll Echelle horizontale 1 100 000 Exageration verticale 20x 0 2 5 299 Esker de Saint J r6me Riviere du Nord d CT 100m 50 1 0 0 km 5 Ap Mb Coupe X A roport de Mirabel Autoroute 50 10 km 1211 Route 146 Sainte Marthe sur le Lac Rivi re du Ch ne At An 15 km 20 km 25 km LEGENDE S diments remani s par glissement de terrain S diments organiques Sediments oliens Alluvions actuelles Alluvions de terrasses fluviale
16. l information tr s utile pour de nombreuses applications Une autre probl matique importante dans la vall e sup rieure du Saint Laurent et qui n a pas t r solue concerne la d charge des lacs proglaciaires dans la Mer de Champlain le Lac Lampsilis et le proto Saint Laurent L influx d eau douce pourrait avoir eu un impact significatif sur la circulation oc anique dans l Atlantique Nord et par cons quent sur le climat de l h misph re Nord Or le chemin emprunt par les eaux de fonte de m me que l ge et l ampleur de ces pisodes de d charge ne sont pas encore bien d finis 5 2 2 Champs d applications Dans cette th se l analyse du bassin quaternaire a surtout servi d finir les principaux contextes hydrog ologiques associ s aux formations quaternaires et valuer le degr de protection de l aquif re rocheux vis vis de la contamination de surface L analyse de l architecture stratigraphique a aussi fourni certaines indications utiles la mod lisation num rique mais le mod le 3D pourrait tre utilis encore plus efficacement l avenir En effet le mod le 3D pourrait tre utilis pour cartographier la distribution spatiale de la recharge en fournissant entre autres de l information sur la distribution des couches de faible perm abilit qui ne sont que partiellement expos es en surface Une telle carte 182 pourrait alors tre utilis e afin de contraindre la calibration du mod le
17. showing how the GFM was used for different hydrogeologic applications 128 3 5 1 Specific key hydrogeologic settings Basin analysis techniques have been used in glaciated terrains to predict aquifer location as well as to define hydrogeologic settings Fraser and Bleuer 1987 Fleming AH 1998a b The GFM which integrates basin analysis results represents a more advanced and integrated way of achieving this goal The visualization capabilities and 3D analysis tools lead to an unprecedented understanding of subsurface conditions this subsection presents the results of this characterization in a few specific key areas where sub models have been generated Their location is shown in Fig 3 1 3 5 1 1 Recharge areas Estimating the recharge surface area requires the mapping of the distribution and thickness of the regional confining layer Since it is discontinuous and only partly exposed at the surface the GFM is definitely a powerful tool to provide such maps In this case the recharge areas of the rock aquifer represent about 35 of the model area The GFM also provides information on the nature and thickness of the stratigraphic sequence in recharge areas The most typical recharge setting is shown in Fig 3 9 This recharge setting is at an elevation between 70 and 90 masl where outcrops are common though not numerous and bedrock is usually covered by a 1 to 18 m thick drumlinized till sheet Although the till is considered an aqui
18. 4795 4812 Turekian KK 1977 Geochemical distribution of elements Dans Encyclopedia of Science and Technology 4th edition McGraw Hill New York 627 630 Turner KA 1989 The role of three dimensional information systems in subsurface characterization for hydrogeological applications Dans Raper JF ed Three dimensional applications in geographical information systems Taylor and Francis London pp 115 127 Turner KA ed 1992 Three dimensional modeling with geoscientific information systems NATO ASI Series C Mathematical and Physical Sciences v 354 U S Department of Energy 1997 Regional groundwater flow and tritium transport 211 modeling and risk assessment of the Underground Test Area Nevada Test Site Nevada U S Department of Energy Report DOE NV 477 Underground Test Area subproject Phase I data analysis task vol 1 Regional geologic model data documentation package ITLV 10972 81 U S Environmental Protection Agency USEPA 1993 A review of methods for assessing aquifer sensitivity and groundwater vulnerability to pesticide contamination U S Environmental Protection Agency EPA 813 R 93 002 147p Van Stempvoort D Ewert LE Wassenaar L 1993 Aquifer vulnerability index A GIS compatible method for groundwater vulnerability mapping Canadian Water Resources Journal 18 1 25 37 Van Wambeke L 1960 Geochemical prospecting and appraisal of Niobium bearing carbonatites by X Ray methods Economic Geology 55
19. Agnese FA 2002 Three dimensional hydrogeologic framework model for use with a steady state numerical ground water flow model of the Death Valley regional flow system Nevada and California U S Geological Survey Water Resources Investigations Report 01 4254 Bell RE Blankenship DD Finn CA Morse DL Scambos TA Brozena JM Hodge SM 1998 Influence of subglacial geology on the onset of a West Antarctic ice stream from aerogeophysical observations Nature 394 58 61 Benjumea B Hunter JA Good RL Burns RA Ross M 2001 Application of high resolution seismic reflection techniques in Champlain sea sediments near Lachute St Benoit Quebec Dans Current Research 2001 D5 Geological Survey of Canada Benn DI Evans DJA 1998 Glaciers and Glaciation Arnold and Oxford University Press London New York Bentley CR 1987 Antarctic ice streams a review Journal of Geophysical Research 92 8843 8858 Bentley CR 1998 Ice on the fast track Nature 394 21 22 Berg RC Bleuer BE Jones KA Kincare RR Stone BD 2000 Mapping the glacial 187 geology of the Central Great Lakes region in three dimensions A model for State Federal Cooperation US Geological Survey Open File Report 99 349 Berg RC Thorleifson LH eds 2001 Geological models for groundwater flow modeling Workshop Extended abstracts 35 annual meeting North Central Section Geological Society of America Illinois Open file series 2001 1 Berg RC Russell H Thorleifs
20. EL6SOS 902109 6120 00 009092 uoue G00VZ866 69 6 Sri ge 029 9688909 696919 8 2000 006092 6 5 1 6500 2866 9 2 cor 66 Zee 000 ze 699905 ger 6 2000 005092 UOJOLUEI 500 2866 926 ECH LOL SI 00 006 666690 22 85 220 00 005092 UOJOLUEI 88500 2866 29 962 691 Er 66 oer 666909 rem 6 2000 00S09Z l y VEGO0VZ866 er 62 19 gr 66 pos 666690 22 85 2 2000 006092 900VZ866 lee 28 pal Gl 66 9 98 905 ebsles 120 00 006092 uoyoLuslq 2500 2866 6 2 Er 108 292 00 br FREE 298625 0 2200 005092 UOJOLUEI 600 2866 002 972 Ove 00 006 90950 298625 8920 00 009092 00 0 0500 2866 ees 69 6204 96 206 69 1 6185 692000 006092 2 5 0 2866 LOL Lub 201 012 10 g k 898 05 L ES S 920 00 006092 UOJOLEI 00VZH66 099 96 SYI LL 66 22 609 905 829665 1920 00 005092 0 3 2 1 2866 119 oz 22 92 16 L t 0920 00 005092 UOJOLUEIG 0 2866 857 662 691 Ly 16 85 290 905 6568 95 1520 00 006092 EE OpOOVZH66 55 6 2 ttl 20 16 rt 99 6905 629 5 955000 009085 3 5 0 6 00WZg66 882 18 66 ez 86 892 909 965 5 92000 005095 UOJOLUEI 00VZ866 ore 89 95 01 200 er 2129909 0268 092000 006095 6 5 01 9 2866 9 yel 691 6 66 Ses gir eins 9935 ja sin leyy 221 sae1 je sin leyy SE 096 Sle
21. TKGx 02 0 35 if TKtill TKtill NDV Tv Till TKtill q2 0 1 if TKPt TKPt NDV Tv_Pt TKPt q2 0 3 if TK_roc roc NDV Tv Roc TK 0 01 calcul du temps de parcours vertical total en ann es if TKtot TKtot Tv_tot Roc Tv Pt Tv Till Tv_Gx Tv Ma Tv_sabl 31536000 Enlever les zones de flux vers le haut if piezo gt Topo real f Tv tot Tv tot NDV if dh lt 0 TKMa TKMa NDV Tv tot Tv tot NDV Pour visualiser les r sultats selon des classes tablies 1 Create region 2 Initialize from Property range Note Ne pas utiliser de minimum pour la premi re classe Juste un max 0 5 an 8 Le script avec les param tres Infiltration porosit et K argile d termin s par une fonction al atoire trand min mode max l paisseur de roc non satur e if piezo Zroc real TKroc Zroc real piezo else TKroc 0 l paisseur des s diments quaternaires TKtotl TKsabl TKMa TKGx TKtill TKpt 262 l paisseur totale TKtot TKsabl TKMa TKGx TKtill TKpt TK_roc
22. Veillette 1994 Pendant ce temps la phase marine tirait a sa fin remplac e vers 9 5 ka BP par le Lac Lampsilis Ce dernier a laiss sa place au Proto St Laurent vers 8 ka BP Des niveaux de terrasse se sont emboit s successivement lors de la mise en place du fleuve Saint Laurent MacPherson 1967 Au cours de Pemersion des terres l activit olienne a fa onne certaines tendues de sables littoraux et d alluvions fluviatiles Gadd 1971 Filion 1987 David 1988 1 2 4 Hydrog ologie r gionale L hydrog ologie r gionale est d crite en detail dans Savard er al sous presse et les contextes hydrogeologiques quaternaires sont analys s au Chapitre 3 Les roches s dimentaires les plus fractur es repr sentent l aquif re r gional Au sommet de la s quence rocheuse la densit des fractures ouvertes et contribuant l coulement est lev e Cette unit est confin e par le till et l argile marine Toutefois ces unit s confinantes sont discontinues de sorte que des s diments perm ables peuvent tre en contact localement avec l aquif re fractur L unit rocheuse et l unit mixte roches fractur s et sable gravier g n ralement d origine fluvioglaciaire constituent le principal conduit de l coulement r gional de l eau souterraine Celui ci se fait principalement du nord vers le sud mais des syst mes locaux d coulements existent Ils sont contr l s par les hauts topographiques tels les colli
23. vidence dans les vall es enfouies am liorant ainsi la connaissance sur l tendue de ces s diments sous les argiles marines de la r gion Des s diments glaciolacustres ont aussi t clairement identifi s d montrant que le Lac Candona ayant pr c d la Mer de Champlain s est tendu sur une partie de la r gion l tude Les vidences entourant l existence de ce lac proviennent essentiellement des travaux de Anderson et al 1985 Parent et Occhietti 1988 Naldrett 1988 et Rodrigues 1992 Parent et Occhietti 1988 ont d ailleurs pr sent une reconstitution de l volution de ce lac Toutefois aucune preuve de l existence de ce lac n avait t jusqu maintenant rapport e dans la plaine au nord ouest et au nord de Montr al Cette recherche permet donc de mieux contraindre l tendue de ce lac entre Ottawa et Montr al en ajoutant de l information celle de Naldrett 1988 et de Rodrigues 1992 Enfin l effort de cartographie des formations superficielles Bolduc et Ross 2001a b a pu aussi b n ficier des r sultats pr liminaires de cette recherche Sur le plan m thodologique cette recherche comporte certains aspects originaux ou du moins peu communs et qui s inscrivent dans une nouvelle tendance dans l tude des bassins quaternaires au Canada En effet il existe tr s peu d exemples o les donn es de forages et de g ophysiques sont int gr es a des donn es de surface cartes sections et analys es en
24. 2 9b because it was encountered in a borehole 99 VIN F 1 cf Fig 2 3 located on a till ridge between Saint Benoit and CHS valleys The stratigraphy of the Saint Benoit buried valley appears to be quite similar to that of the CHS buried valley Furthermore the seismic profile suggests up to 35 m of interstratified sand and silt sediments between the till and the more homogenous and thick Champlain Sea clay unit Fig 2 9b Two seismic facies are recognized and interpreted as intermediate facies 1 and distal facies 2 subaqueous fan facies assemblages Fig 2 9b It is inferred that subglacial meltwater conduit s developed along the valley down to about 30 m below present sea level forming a system which may have been connected to the channel that formed the Sainte Th r se esker The latter lies upglacier about 21 km northeast of the seismic line at the narrower end of this valley Bolduc and Ross 20012 Lastly it is worth noting the discrepancy in the depth to bedrock between the seismic data and an archival GSC borehole log 092P cf St Onge 1979 located close to the survey line Fig 2 9b However there is an almost perfect match between the log and the seismic profile for the contact separating Champlain Sea sediments from the underlying till Since the location of the borehole was validated from the original field notebook and maps the problem with bedrock elevation may be due to the presence of a large boulder lodged in the till
25. 592 evo viz 682 vous V 600vZH66 Y ZSL gt 055 595 eel 85 021 ez ELE UO 8900 2866 DE 201 SS Yel ei 21 Er 900vZ866 1011 296 56 Coo 981 SEL 621 WY UOJOLUEI 9900 2866 8985 58 95 E EN 005 ei 699 ous 0990072866 Loi 129 099 GK 6860 187 ere av yo00vZ866 gt TE 25 097 101 62 0 1 229 6 0 0090072866 Lei 892 m vo 1280 sel 46 220072866 KE 266 85 922 9z ER UE 60 00 1900VZ866 995 068 et 665 ve 20 069 LT UO OLUEI O900VZ866 EGCLz vos Lov ATA 081 8280 vil vaz UO JOLWE 6500 2866 89 1 Lye 179 029 1 996 621 897 UOJOLUE 8600 2866 21 gt 608 0 062 LT 2690 42 697 900 2866 685 gt 188 95 992 262 5560 962 60 vous 9900V7866 gt vee 866 Zev 921 19 0 90 622 ous 9900 2866 LL 91 Ley 596 mot 508 1 2 ous 8990072866 yerl 669 Ce 992 852 ED 2 we lfiv VESO0VZE66 ISL gt 209 8 895 1660 tre 826 SICH 6900 2866 5 l gt 869 605 16 eez 6950 Ko ZE uo OLUeI 500 2866 feel gt 692 902 92 Ley 9960 91 eve UO JOLWEIC VLSOOVZE66 66 022 861 0601 Le 8990 ert erz vous 0900 2866 Z0S1 gt 0 29 26 CST 916 YEL Sov SLY UO JOLUEIC 8 00 2866 SE 9891 Cie 901 KN 221 201 982 ous 00 2866 ei SL SCH Ger LVE EU wl e uopueq 2866 eyri SN 875 822 6 2 0250 sel 082 0040 00 2866 vi gt SL 285 E 96 22
26. 732 758 Veillette J 1994 Evolution and Paleohydrology of glacial lakes Barlow and Ojibway Quaternary Science Reviews 13 945 971 Veillette JJ Nixon FM 1984 Sequence of Quaternary sediments in the B langer sand pit Pointe Fortune Qu bec Ontario G ographie et Quaternaire 38 1 59 68 Villeneuve J P Banton P Lafrance P Cambell PGC 1987 A new model for the evaluation of groundwater vulnerability to non point contamination by pesticides Dans W van Duijvenbooden et HG van Waegeningh ds Vulnerability of soil and groundwater to pollutants TNO Commitee on hydrological research National Institute of Public Health and Environmental Hygiene Vrba J Zaporozec A ds 1994 Guidebook on mapping groundwater vulnerability International Association of Hydrogeologists 16 Wagenet RJ Hutson JL 1987 LEACHM A finite difference model for simulating water salt and pesticide movement in the plant root zone Continuum 2 Ithaca New York State Resources Institute Cornell University Weber KJ van Geuns LC 1990 Framework for constructing clastic reservoir simulation models Journal Petroleum Technology 42 1248 1253 1296 1297 VV sten JHM Bannink MH De Gruijter JJ Bouma J 1986 A procedure to identify different groups of hydraulic conductivity and moisture retention curves for soil horizons Journal of Hydrology 86 133 145 212 Xu C et Dowd PA 2003 Optimal construction and visualisation of geological structures Com
27. Mer de Champlain Cm Complexe Rivi re du Nord s diments fluvioglaciaires et s ds marins remani s Gs Gx Sediments fluvioglaciaires 222 Till non diff renci On Formations superficielles non diff renci es EE Substratum rocheux non diff renci Forage localisation seulement Groupe de forages quantit de forages kilom tres 2 5 296 Collines d Oka Lac des Deux Montagnes 30 km Echelle horizontale 1 100 000 Exag ration verticale 20x 0 2 5 5 Riviere du Nord 150m 100m 50 Om 0 km 5 km Ap At Mb Autoroute 50 um La Belle Rivi re LL 10 km 15 km 297 Collines d Oka 20 km 25 km L GENDE S diments remani s par glissement de terrain S diments organiques S diments oliens Alluvions actuelles Alluvions de terrasses fluviales Alluvions des terrasses anciennes S diments littoraux et d exondation Lac Lampsilis S diments littoraux et d exondation Mer de Champlain Ma S diments fins d eau profonde Mer de Champlain Cm Complexe Rivi re du Nord s diments fluvioglaciaires et s ds marins remani s Gs Gx Sedimenis fluvioglaciaires EZE Tili non diff renci 6 8 Formations superficielles non diff renci es R Substratum rocheux non diff renci Forage localisation seulement Groupe de forage
28. Nature 394 62 65 Anderson MP 1989 Hydrogeologic facies models to delineate large scale spatial trends in glacial and glaciofluvial sediments Geological Society of America Bulletin 101 501 511 Anderson MP Woessner WW 1992 Applied groundwater modeling simulation of flow and advective transport Academic Press New York Anderson TW Matthews JV Jr Mott RJ Richard SH 1990 The Sangamonian Pointe Fortune site Ontario Qu bec border G ographie physique et Quaternaire 44 3 271 287 186 Anderson TW Mott RJ Delorme LD 1985 Evidence for a pre Champlain Sea Glacial Lake phase in Ottawa Valley Ontario and its implications Dans Current research part A 85 1A Geological Survey of Canada pp 239 245 Arnold TL Friedel MJ Warner KL 2001 Hydrogeologic inventory of the upper Illinois River Basin Creating a large data base from well construction records Dans Berg RC et Thorleifson LH ds Geological models for groundwater flow modeling Workshop Extended abstracts 35 annual meeting North Central Section Geological Society of America Illinois Open file series 2001 1 pp 1 5 Artimo A Makinen J Berg RC Abert CC Salonen V P 2003 Three dimensional geologic modeling and visualization of the Virttaankangas aquifer southwestern Finland Hydrogeology Journal 11 378 386 Bates CC 1953 Rational theory of delta formation American Association of Petroleum Geologists Bulletin 37 2119 2162 Belcher WR Faunt CC D
29. OU uu soueysiq 4 41 5 00 neossiny w aouejsig SUSTT onbitusis 90 2 2 uu mopuojoJdq uu 242 sz rou l yip uou WNJOHANS os E sz 42 os sz 9031 IMDIUISIS 0 2 2 osz ooz w soue siq uu mopuojoig uu 243 SIOUSISJIP UOU xneyoo unjoyans 20 os 18 af S o LO NOId 00 y 5 19 ose y USTT QUSIT w soueysiq aouejsig SO NOId 00 ul aouejsig w souge 9UST SonbIUISIS suorx H yi 90 NOId 00 tu uu 244 xneyoo wunjougns ES Depth 9 OUST 508 9 OUST 091 001 002 091 001 09 1510 92 815 uu mospuojold 01 14 00 11 14 00 1 KL Lo 00 0 ose 00 092 002 OSL 001 09 soueysiq w soue siq 101 09 9USTT SINDIVISIS SUOTXOTJOY d iy n puoyo ri 245 A SULU OO LO A suyur OO O Cur m gt spuojola lt gt oo s nbrlqo s r bread oddeu e op NESAIN UU s nbluquri sajeg 15 114810 e Ex e ie k 8 Ze 3 0 0 0 q
30. a s r 98 2 6 3 Oka Tillys Border l Dn mae 100 2 6 4 Extension of Lake 100 E WEE 101 2 66 EE 102 CHAPITRE 103 3D GEOLOGIC FRAMEWORK MODELS FOR REGIONAL HYDROGEOLOGY AND LAND USE MANAGEMENT A CASE STUDY FROM A QUATERNARY BASIN OF SOUTHWESTERN QUEBEC 103 A A 105 3 2 Characteristics of the study area 107 e ENN ET BEE 109 ix 55 ID on LA 109 3 3 2 Archival data quality control and standardization 110 3 3 3 The Geologic Framework Model GFM 114 3 3 3 1 The choice of the modeling 1001 114 3 3 3 2 Building geologic cross sections 555555 4455555599455555099 5595999 9 115 Et 119 3 3 3 4 Model volumes init 122 44 un te dyes 123 3 5 Hydrogeologic applications 127 3 5 1 Specific key hydrogeologic settings 445555599995559 128 EN Recharge A 128 3 5 1 2 Buried valleys and granular aquifers 5 9955 9 9 130 3 5 1
31. a case study from the St Lawrence Lowlands Canada Geofisica Internacional Ross M Parent M Bolduc AM Hunter J Benjumea B 2001 Etude pr liminaire des formations quaternaires comblant les vall es des basses Laurentides nord ouest de Montr al Qu bec Dans Recher 2001 D5 Commission g ologique du Canada Ross M Parent M Lefebvre R Martel R 2002 3D geologic framework for regional hydrogeology and land use management a case study from Southwestern Quebec Canada Dans RC Berg et LH Thorleifson ds Three dimensional geological mapping for groundwater applications workshop extended abstracts Geological Survey of Canada Open File 1449 pp 52 55 Ross M Parent M Martel R Lefebvre R 2004b Towards seamless interactions between geologic models and hydrogeologic applications Dans Berg RC Russell H Thorleifson LH ds Three dimensional geologic mapping for groundwater applications Workshop extended abstracts Geological Association of Canada meeting ISGS Open File Series 2004 8 69 72 Ross M Parent M Lefebvre R 2004c 3D geologic framework models for regional hydrogeology and land use management a case study from southwestern Quebec Canada Hydrogeology Journal http link springer de journals hydrogeo Ross M Parent M Michaud Y Boisvert E Girard F 2001 On the construction of 3D geological models for applications in regional hydrogeology in complex Quaternary terrains of eastern Canada Dans RC Berg et L
32. attribution des valeurs d infiltration de l unit de surface le sable fluviatile eolien etc est l unit de surface if TKsabl TKsabl NDV Infiltration trand 5 55e 009 7 60e 009 9 51e 009 l argile est l unit de surface if TKsabl TKsabl NDV amp amp TKMa gt 1 1 Infiltration trand 1 58e 009 3 00e 009 4 76e 009 le gravier fluvioglaciaire est l unit de surface if TKsabl TKsabl NDV amp amp TKMa lt 1 amp amp TKGx gt 0 Infiltration trand 6 34e 009 9 51e 009 1 27e 008 le till est l unit de surface if TKsabl TKsabl NDV amp amp TKMa lt 1 amp amp TKGx TKGx NDV TKtill gt Infiltration trand 3 17e 009 5 50e 009 6 34e 009 donc on suppose que l argile lt 1m a g n ralement les proprietes d infiltration de l unite sous jacente le roc est l unit de surface if TKtot1 TKtot1 NDV Infiltration trand 3 17e 009 6 00e 009 9 51e 009 if Zroc real Zroc real NDV Infiltration Infiltration NDV calcul du flux vertical if TKMa gt 1 1 q trand 1 0e 010 1 0e 009 1 0e 008 TKMa else f q Infiltration if q gt Infiltration 1 q2 Infiltration else 1 2 q 263 calcul du temps de parcours vertical pour chaque unit if TKsabl TKsabl NDV Tv_sabl TKsabl q2 trand 0 25 0 3 0 45 if TKMa TKMa NDV Tv Ma TKMa q2 trand 0 35
33. d 10 eez SE oz 16 Ser Y 929 09 1 669 66 0 OLOVI LO ESZ 682 0011 28 9 91 999 1096 6 11 20 600 VId LO 88 lg vr y 991 008 sel en 662 EZZ 9269 2114 20 800 VId LO 9 SOL 892 112 El bre 8 559 lolz EST 01 L00 Id LO ele 85 80 6 821 FER 25 690 Zy lS 0 11 20 8ZOHWId 66 022 YA 962 801 119 06 899 SL Vor 6911 20 ZZ0HWId 66 99 79 9 261 LOOL ALL 9 8911 20 OZOH I 66 19 99 85 del 099 211 998 Le We 8615 9420 SUNG 69 er 95 821 8 1 v68 622 96 8019 9011 20 LZOKWId 66 ez 0911 85 182 oS 0011 Eis 85 be 9911 20 6LOHVId 66 20 8LOHVId 66 227 82605 Jup 999 eze 581 999 peel 611 966 9 2811 20 91 66 toL ut 0229 992 192 666 429 SSL E L8L1 ZO GLOFYId LO 9 8 918 ese 802 868 ep OL ST es 081 Z0 yVOFV d 10 VVZ6 C tt 6 9 LE 121 608 226 6 11 20 LOFVId LO 1962 ett es SHE gz 89 LOL bZOL 86 8211 20 ZLOHWI LO 05825 21 99 bib gz 699 IER SL 60 ls 11 20 OLLOFV d 10 587 02 88L 992 it 1901 16 LH 9211 20 EU E LO 255 52 8887 622 oge EL 189 9660 OL 0929 E 9 11 20 el LOFYId LO JE 6087 719 ele 961 9 9 2211 021 598 Fin OLOFWIc L0 1612 8599 92 eer 1
34. e vers l extr mit de la ligne o doit se poursuivre le profil et le processus est r p t Les vitesses des diff rents mat riaux ont t calcul es l aide de profils verticaux pour deux des profils sismiques Quelques lev s de g oradar ont galement t effectu s Les principes de base de cette technique sont similaires ceux concernant la r flexion sismique Ce type de lev s utilise toutefois de petites impulsions lectromagn tiques haute fr quence c est dire entre 10 1000 MHZ Robinson et Michaud 1999 La constante di lectrique contr le donc la vitesse de propagation des ondes Peters ef al 1994 De plus par opposition la r flexion sismique cette technique est surtout appropri e dans des conditions de surface peu humide et sableuse Elle se pr te donc bien l tude des d p ts sableux L quipement est constitu d un syst me metteur r cepteur pulseur et antennes et le tout est reli par c bles et fibre optique un ordinateur portatif Des lev s de g oradar ont t effectu s l t 2000 sur cing sites cf Chapitre 3 Fig 3 2 Appendice C Les 28 profils ont entre 100 et 250 m de longueur L espacement entre les antennes tait de 1 ou 2 m avec des mesures prises aux 50 cm ou au metre Outre les lev s g ophysiques plusieurs forages ont t effectu s dans le cadre des projets AFSOQ et CartNat afin d tudier la sous surface Le choix des sites
35. eau La vuln rabilit est un concept fort utile dans la planification de l am nagement d un territoire en cours de d veloppement alors que l ajout d une analyse du risque est surtout utile pour g rer et prot ger la ressource dans les secteurs ayant d j fait l objet d un d veloppement significatif Toutefois 1l est important de sp cifier que le degr de vuln rabilit et le niveau de risque ne peuvent pas tre nuls un aquif re n est jamais prot g 100 par le milieu physique et les impacts de l activit humaine peuvent atteindre des secteurs non d velopp s Le concept de vuln rabilit se divise en deux grandes cat gories il y a la vuln rabilit intrins que i e celle bas e sur les propri t s physiques du milieu sans consid ration pour les propri t s des contaminants et il y a la vuln rabilit sp cifique un ou plusieurs contaminants La premi re cat gorie regroupe les approches qui ont pour objet d valuer la vuln rabilit de mani re conservatrice i e en consid rant le pire sc nario celui dans lequel le contaminant se comporte comme l eau La deuxi me cat gorie regroupe les approches qui tiennent compte du comportement des contaminants plus particuli rement vis vis leur persistance et leur mobilit dans l environnement La vuln rabilit peut galement tre valu e diff rents endroits dans le syst me aquif re ainsi l on peut consid rer la vuln rabilit la contamination ve
36. g ochimiques g ochronologiques et autres effectu es sur les chantillons permettent de mieux d finir la nature et l origine des unit s rencontr es en forage Cette compr hension nouvelle permet ensuite de faire des liens avec d autres donn es de sous surface situ es distance ainsi qu avec les cartes g ologiques et les coupes en surface et d ainsi en arriver une image plus globale de l architecture stratigraphique 3D et de l volution d une partie du bassin En r p tant ce type de proc dure d un secteur l autre d un m me bassin on peut parvenir g n rer un mod le stratigraphique pour l ensemble du bassin et retracer son volution Une partie de cette analyse et la repr sentation de l image qui en d coule peuvent tre compl t es sur un ordinateur l aide des outils sp cialis s pour ce genre de t ches Cette derni re tape facilite la visualisation et l interpr tation des donn es Elle permet galement d aller au del de l image mentale et d utiliser le mod le des fins de caract risation hydrog ologique Les trois prochaines sous sections fournissent quelques explications sur les m thodes utilis es dans le cadre de cette tude pour effectuer l analyse du bassin quaternaire 1 3 1 1 Travaux de terrain La cartographie g ologique des formations superficielles et la compilation des coupes g ologiques sont les premi res tapes logiques dans une analyse de bassin quaternaire Au cours de
37. grer les cartes des formations superficielles ce type de mod le fournit une information de premi re importance et qui est absente sur ces cartes soit une estimation de la distribution et de l paisseur des unit s partiellement ou totalement enfouies entre la surface et l aquif re vis par l valuation 5 2 TRAVAUX FUTURS ET PERSPECTIVES 5 2 1 Le Quaternaire de la vall e sup rieure du Saint Laurent Le mod le pal og ographique propos dans cette th se a des implications d bordant largement la zone d tude Par cons quent des tudes d taill es sur un plus vaste territoire en particulier le secteur entre Ottawa Cornwall et Kingston permettrait de contraindre davantage le mod le du courant glaciaire En fait il s agit de cerner l volution des courants glaciaires entre le bassin du Lac Ontario et la r gion de Montr al Une analyse plus approfondie des formes de terrain de leur composition et de leur structure permettrait de raffiner le trac des lignes d coulement glaciaire propos es au Chapitre 2 Il serait aussi important d examiner ventuellement l tendue du Till d Argenteuil et du Till d Oka dans l ensemble de la vall e sup rieure du Saint Laurent Un forage le long de la voie maritime permettrait de r tudier la s quence classique de MacClintock et Stewart 1965 dans un contexte de courant glaciaire et de changements rapides dans la dynamique glaciaire Des analyses g ochimiques et de compositio
38. lt Zroc real TKroc Zroc real piezo else TKroc 0 l paisseur des s diments quaternaires TKtot1 TKsabl TKMa TKGx TKtill TKpt 260 l paisseur totale TKtot TKsabl TKMa TKGx TKtill TKpt TK_roc Les donn es d infiltration sont attribu es en fonction de l unit de surface le sable est l unit de surface if TKsabl gt TKsabl NDV Infiltration 7 61e 009 l argile est l unit de surface if TKsabl TKsabl NDV amp amp TKMa gt 1 Infiltration 4 75e 009 le gravier fluvioglaciaire est l unit de surface if TKsabl TKsabl NDV amp amp lt 1 amp amp TKGx gt 0 1 Infiltration 9 51e 009 le till est l unit de surface if TKsabl TKsabl NDV amp amp TKMa lt 1 amp amp TKGx TKGx NDV amp amp TKtill gt 0 Infiltration 6 34e 009 le roc est l unit de surface if Infiltration Infiltration NDV Infiltration 9 51e 009 calcul de dh if real lt 0 dh dh NDV else dh real 2 piezo calcul du flux vertical if TKMa gt 0 f q Kma dh TKMa else q Infiltration if q gt Infiltration 1 q2 Infiltration else 42 4 calcul du temps de parcours vertical pour chaque unit if TKsabl TKsabl NDV Tv_sabl TKsabl q2 0 3 261 if TKMa TKMa NDV Tv Ma TKMa q2 0 45 if TKGx TKGx NDV Tv_Gx
39. s agricoles ou industrielles 11 exclut la contamination directe provenant de l injection de saumures ou de la recharge artificielle par exemple de m me que celle li e des activit s exceptionnelles ou impr visibles telles des essais nucl aires souterrains ou un acte terroriste L intrusion d eaux sal es r sultant d un pompage excessif en milieu c tier est galement exclue de ce concept M me s il est a priori assez intuitif ce concept n en demeure pas moins difficile d finir comme en t moigne les multiples d finitions rencontr es dans la litt rature eg NRC 1993 Vrba et Zaporozec 1994 Ceci est d au fait qu il s agit d un concept relatif la vuln rabilit n tant pas une propri t mesurable Il existe galement une certaine confusion terminologique et parfois conceptuelle notamment entre le concept de 43 vuln rabilit et la notion de risque Ici nous faisons la distinction suivante la vuln rabilit est fonction uniquement des propri t s physiques du milieu et parfois d un contaminant i e ce concept peut s appliquer en l absence d activit humaine en cours au moment de l tude tandis que le risque s ajoute a la vuln rabilit en tenant compte notamment de la localisation des sources potentielles de contamination et des pratiques en cours au moment de l tude Le risque peut aussi tenir compte de la densit de population du degr d utilisation de l eau souterraine et des donn es sur la qualit de l
40. se la haute plaine est plut t caract ris e par une surface relativement plane et constitu e de sables marins lacustres et oliens recouvrant l argile marine La plaine est travers e par l esker de Sainte Th r se qui serpente du NE au SO le centre de ce secteur sur une distance d environ 10 km cf Appendice I Enfin certains secteurs lev s entourant les collines d Oka ont galement les caract ristiques de la haute plaine Les secteurs situ s une altitude inf rieure 60 m constituent la basse plaine Dans la zone situ e dans le triangle form par Saint Augustin Rosem re et Deux Montagnes la topographie est contr l e par le roc qui est recouvert d une couche de till discontinue et g n ralement mince Des argiles marines et des s diments organiques sont aussi pr sents certains endroits Dans la portion ouest de la zone d tude des caract ristiques similaires sont rencontr es entre Grenville et la colline Saint Andr Ailleurs tel qu Saint Hermas Saint Beno t et Sainte Anne des Plaines la basse plaine est essentiellement constitu e d argile marine formant le fond d anciens chenaux du proto syst me du Saint Laurent Quelques accumulations de sables fluviatiles couvrent l argile par endroits Une s rie de terrasses tag es marque les tapes successives dans l abaissement du niveau des rivi res jusqu leur niveau actuel Une telle s rie est particuli rement bien d velopp e dans le secteur entre
41. tude des vall es enfouies a r v l une topographie du roc constitu e de d pressions surcreus es s par es par des cr tes parfois troites Bien qu une unit sableuse vraisemblablement d ge Sangamonien sup rieur ait t identifi e localement la s quence quaternaire des vall es enfouies comprend surtout des unit s attribu es au Wisconsinien sup rieur Celles ci sont constitu es la base de s diments glaciolacustres proximaux auxquels sont superpos s deux tills fort contraste lithologique les tills d Argenteuil et d Oka La s quence de tills t moigne d une avanc e glaciaire vers le sud Till Argenteuil puis suite un changement apparemment rapide d une phase majeure d coulement vers le sud ouest Till d Oka Ce changement brusque iv de direction semble correspondre au d veloppement d un courant glaciaire dans l axe de la vall e du Saint Laurent et le bassin du Lac Ontario Ainsi l aire d alimentation du lobe Ontario se serait tendue jusque dans la r gion de Montr al au moins une fois au Wisconsinien sup rieur et probablement plusieurs reprises ant rieurement Un r examen de l ensemble des donn es disponibles dans la vall e sup rieure du Saint Laurent a permis de mettre en vidence plusieurs l ments corroborant cette interpr tation Au cours de la d glaciation l activit fluvioglaciaire a t concentr e dans les vall es rodant en maints endroits toute la s quence quatern
42. 0 45 0 55 if TKGx NDV Tv_Gx TKGx q2 trand 0 25 0 3 0 35 if TKtill TKtill NDV Tv_Till TKtill q2 trand 0 15 0 2 0 3 if TKPt TKPt Tv Pt TKPt q2 trand 0 25 0 35 0 50 if TK TK roc NDV Tv Roc TK roc q2 trand 0 005 0 01 0 05 calcul du temps de parcours vertical total en ann es if TKtot TKtot NDV Tv tot Tv_Roc Tv Pt Tv _ Till Tv Gx Tv Ma Tv_sabl 31536000 Enlever les zones de flux vers le haut if piezo gt Topo real f Tv tot Tv tot NDV if dh lt 0 TKMa NDV Tv tot Tv tot NDV on g n re un fichier externe des r sultats de temps de parcours print gt Runl Tv tot Le script peut tre appliqu plusieurs fois pour g n rer plusieurs sc narios Il faut simplement changer le nom du fichier de sortie Run Run2 Run3 etc Le traitement statistique peut tre effectu dans un chiffrier lectronique e g Excel Les r sultats peuvent ensuite tre ramen s dans gOcad pour la visualisation cartographique 264 2 Commandes 20Ocad et scripts pour calculer le temps advectif de
43. 0344m S DIMENTS OLIENS S diments oliens sable fin a stratifications obliques diffuses mis en place par le vent sous forme de dunes paraboliques formees a la surface des s diments littoraux et alluviaux fraichement exondes indiquent des vents dominants provenant du nord est ou du sud ouest pouvant contenir des horizons organiques tels des pal o sols d une hauteur variant de 1 10 m L olisation des dunes stabilis es et autres surfaces sableuses peut reprendre si la couverture v g tale est enlev e soit lors de feux de for ts ou par l activit anthropique Localis s principalement dans la vall e de la Rivi re du Nord SEDIMENTS ALLUVIAUX S diments mis en place le long des cours d eau du syst me fluvial actuel et lors de leur incision dans les formations quaternaires ant rieures Ces s diments incluent notamment des alluvions mises en place dans les anciens chenaux de la proto rivi re des Outaouais La transition entre les s diments de la Mer de Champlain et ceux de la proto rivi re des Outaouais s est effectu e entre 70 m a l ouest et 55 m a Fest Entre ces altitudes des faci s estuariens sont pr sents Alluvions actuelles sable silt sableux sable graveleux et gravier contenant fr quemment de la mati re organique de 0 5 a 3 m d paisseur lev es barres et plaines alluviales actuelles Alluvions des terrasses fluviales sable silt sableux sable graveleux et gravier contenant un peu de
44. 2 2 Physiographie et g omorphologie 50995559 999595 9 18 1 2 3 Stratigraphie quaternaire et pal og ographie 21 1 24 E EE 23 b e a ie he es 24 1 3 1 L analyse de bassin une approche int gr e 222 24 E E Ee EE E EE 25 1 3 1 2 Travaux de laboratoire annales nest 29 1 3 1 3 Compilation et traitement des donn es 2 30 1 3 2 La mod lisation g ologique tridimensionnelle 34 132 1 Objets t m thodes EE 34 1 3 2 2 La mod lisation des objets g ologiques l aide du modeleur gOcad 39 1 3 3 La cartographie de la vuln rabilit des aquif res la contamination 42 Concepts ep m thodes o vn aaa has eaves eas 42 1 4 Synth se de la contribution de l auteur 46 1 4 1 Contribution de l auteur par rapport aux co auteurs des articles 46 1 4 2 Contribution l tude du 48 1 4 3 Contribution hydro geo lo tte leticia adds Ad z DEUXI ME PARTIE ARTICLES acacia 57 CHAPITRE dile NEE 59 THE LATE QUATERNARY STRATIGRAPHIC RECORD NORTHWEST OF MONTREAL REGIONAL ICE SHEET DYNAMICS AND ICE STREAM ACI TIVLEY EE 59 Dale A e n E a eE a 61 2 2 Physical setting and geology of the Lower Laurentans 64
45. 23 Methodology sisi min administre 65 2 4 Results and interpretation 68 2 4 1 The stratigraphy of the Chemin des Sources CHS buried valley 68 2 4 1 1 The lowermost glaciolacustrine stratified sedmments 70 2 412 Argenta di d TE AS Oka l a T2 2 4 1 4 Glaciofluvial and proglacial sedments 5 9 73 2 4 2 Saint Joseph du Lac SJL buried depression 76 2 4 3 Saint Beno t buried valley ativan EES 80 ZAR E e E EE 81 2 4 5 Provenance of the upper till at Pointe Fortune 84 2 5 Paleogeographic interpretation and regional stratigraphic implications EE 87 25 05 CPE e 87 E ER HE ge EE 87 23012 The Wisconsinan ice advance and the southward ice flow phase 87 2 5 2 1 Unnamed glaciolacustrine sediments and Argenteuil Till 87 2 5 3 Abrupt ice flow shifts and ice stream activity 89 Diesels AS r a a A E EAAS 89 25 3 2 Regional EIC ee 89 2 5 4 A glacial dynamics model for the upper St Lawrence Valley 93 2 5 5 The Eege EE 95 2 5 6 Early proglacial environment 505 5555 044455550099455550099 55955999 9556 95 2 0 seussion aa a a 97 201 celovr PHASES RE in 97 2 06 LCS STREAM CIID Ya
46. 5 303 Rivi re Saint Antoine C o u pe AA Li ae Riviere Mascouche Rivi re des Mille Iles Route Saint Janvier Saint Eustache LEGEN DE on A A mu joo mer O S diments organiques E S diments oliens Alluvions actuelles Alluvions de terrasses fluviales 0 km 5 km 10 km 15 km 20 km 25 km Alluvions des terrasses anciennes S diments littoraux Route 117 Co u pe AA B B PRESS et d exondation Lac Lampsilis Ma S diments fins d eau profonde Mer de Champlain Gs Gx y Cm Complexe Rivi re du Nord s diments fluvioglaciaires et s ds marins remani s Gs Gx Sedimenis fluvioglaciaires C ou p e B B 22922 Till non diff renci aa Formations superficielles non diff renci es Rivi re Mascouche Route 117 Autoroute 15 Rivi re des Milles les R Substratum rocheux Blainville Rivi re aux Chiens Autoroute 640 non diff renci AX 22 AX L on ml 888 Forage localisation seulement Autoroute 13 ng l 10 Groupe de forages quantit de forages Ile 11 Om Echelle horizontale 1 100 000 Exag ration verticale 20x kilom tres 2 5 0 2 5 5 0 km 5 km 10 km 15 km 20 km 25 km Coupe CC Esker de Sainte Th r se Riviere Mascouche Autoroute 15 640 Rivi re des Milles les 21 11 18 850
47. Cette valuation a servi a localiser les sites les plus pertinents pour une tude plus approfondie de la sous surface a l aide de m thodes g ophysiques et de forages Les m thodes sismiques jouent un r le fondamental dans l analyse de bassin plus particuli rement dans l tude stratigraphique des formations enfouies inaccessibles l observation directe sauf par forage Pomerol ef al 1987 Elles reposent sur l analyse de la propagation d ondes ondes compressives surtout engendr es en surface par une explosion ou un choc m canique Les explications d taill es du d veloppement de ces techniques appliqu es l tude des formations superficielles enfouies sont donn es dans Hunter et al 1989 Pullan et Hunter 1990 et Steeples et Miller 1990 de m me que dans Pullan et Hunter 1999 et Steeples 1998 Un terrain argileux satur d eau tr s pr s de la surface et caract ris par une importante paisseur d argile 730 m repr sente les conditions id ales d utilisation de la r flexion sismique pour caract riser les formations superficielles Pullan et Hunter 1999 De telles conditions existent maints endroits dans la r gion l tude et correspondent g n ralement a l emplacement de vall es enfouies pour lesquelles il n existe a priori que tr s peu d informations en ce qui concerne leur contenu leur profondeur et leur largeur L utilisation de cette technique constitue donc un atout ma
48. Complexe du till 65 53 ka e d mee b n geen 2 49 Sangamonien S ds Pointe Fortune unit s 2 3 4 130 128 ka 00 ka 5 Extrapole a partir des donn es de Ridge 1999 Rayburn et al 2003 et Richard et Occhietti 2004 S Initialement les auteurs avaient propos deux sc narios chronostratigraphiques Le premier a t abandonn plus tard par plusieurs chercheurs e g McDonald 1971 lllinoien 3 Figure 1 6 Cadre stratigraphique et corr lation des unit s quaternaires de la vall e sup rieure du Saint Laurent d apres les auteurs cit s Les travaux de terrain de MacClintock et Stewart 1965 et de Prichonnet 1982 ont d montr que le till inf rieur a t mis en place par un glacier qui s coulait vers le sud ouest alors que le till sup rieur indique plut t un coulement vers le sud est qui pourrait avoir t le mouvement dominant au Wisconsinien sup rieur Prichonnet ef al 1987 Un mouvement tardif vers le sud ouest aurait galement affect la r gion au cours de la deglaciation et t moignerait d un changement dans la dynamique de l inlandsis provoqu par l appel des grands lacs proglaciaires Prichonnet 1977 Toutefois certaines observations sugg rent une reconstitution diff rente l ouest de Montr al la phase sud ouest ne semble pas aussi tardive et aurait m me t suivie d une phase d coulement sud et sud est Terasmae 1965 Gadd 1980a 1980
49. GEOLOGIE DES FORMATIONS SUPERFICIELLES 528 000 mE 5 079 000 m N 5 029 000 mN 528 000 mE 60 LEGENDE Voir FIGURE 1 2 Echelle 1 200 000 kilom tres 5 0 5 Projection transverse universelle de Mercator Syst me de r f rence g od sique nord am ricain 1983 Zone 18 Fond de carte num rique G omatique Canada Modification du fond de carte num rique Ressources naturelles Canada FIGURE I 1 GEOLOGIE DES FORMATIONS SUPERFICIELLES d o A a 7 Ss 2 Auteurs A M Bolduc Commission g ologique du Canada Ressources naturelles Canada M Ross INRS Eau Terre et Environnement Universit du Qu bec 597 000 m E 597 000 m E 5 079 000 mN 5 029 000 mN FIGURE 1 2 GEOLOGIE DES FORMATIONS SUPERFICIELLES LEGENDE FORMATIONS SUPERFICIELLES QUATERNAIRE HOLOCENE Ap SEDIMENTS DE VERSANT S diments remani s par des glissements de terrain argilo silts remani s par des glissements de terrain et occupant le plus souvent des amphith atres marqu s par des model s chaotiques ou en gradins selon la nature du mat riel recouvrant les argilo silts marins ces s diments peuvent comprendre des amas de sable ou de gravier entrain s par les glissements SEDIMENTS ORGANIQUES Dep ts organiques tourbe plus ou moins d compos e paisseur variant de
50. JS 60 990 90072866 06 500 L tz 092 KK 092 Oe gt 0201 Zir Loun 8 600 286 691 5600 PLL gt ger gt 122 296 66z gt 90 1006 aly 00 2866 ZEL S100 gt 9 09 222 298 95 9 af 0900 2866 els L00 gt L201 gt 998 ELL 602 892 26 209 0 980 200072866 667 100 gt ZZO gt yir Cer 2927 182 0 980 600 2865 969 an gt 097 21 siz gt 62 gt 960 Vomeg 0500 2865 92 5600 99 205 66 Fei L O gt 96 02 0 80 SONGS 0 08 ZEIL c k cw 98 962 pe 0 80 1900772866 91 eL00 gt 46 gt 008 Ta 8902 02 9 LEUR 2 6 90 00 gol L t eoe 6927 zl 9 Uopued 00 2866 65 41002 FSCL 899 26 959 See gt yi 09 ER OVOOVZB66 L00 gt 2201 vor Lez 90 gt Uu uopweq 680072866 69 600 9 8 896 292 eoe 22 9959 160072866 evi 6600 600 6 gt ve 6 9 969 0 80 9600 2865 Do 9100 gt EL 555 yoz 682 L gt yek 9420 UOJOLUEIG 00 2866 em es T m 012 mv m 223 90eJ Je sinalelN 29 221 615 619 tee 2 0 v 600vZ866 022 Lee ei Occ 6 6 9 8 0 090072866 019 899 re 89 1962 0 8 2900V2866 0eL 669 55 6S2
51. Les zones de recharge de l aquif re rocheux repr sentent environ 35 de la zone d tude Les aquif res granulaires enfouis sont connect s directement au syst me aquif re r gional sur au moins 10 du territoire Le MSG permet de multiples usages tels l valuation de la vuln rabilit des aquif res et l estimation de la distribution de la recharge la prochaine tape logique serait l am lioration de l interop rabilit avec les syst mes de mod lisation num rique de l coulement 105 3 1 INTRODUCTION In recent years Quaternary deposits of the northern U S and Canada have been used for an increasing number of human activities such as sand mining and for waste disposal and water supply which are known for their potential impact on groundwater Moreover it has become apparent that understanding relationships between Quaternary deposits and groundwater is also a necessity in areas where most water supplies come from bedrock aquifers Indeed these deposits are frequently a major factor controlling confining conditions and recharge of bedrock aquifers This situation has highlighted the urgency to improving knowledge of hydrogeologic settings of glaciated terrains in rapidly developing regions However delineating confining layers and sub surface aquifers and aquitards in these complex settings is by no means a trivial task and a close integration of stratigraphic reconstructions and hydrogeologic applications still represents a s
52. Lowland of Illinois 210 Dans Abstract with Programs of the Geological Society of America 1999 Annual meeting and exposition 25 28 octobre 1999 Denver Colorado p A 79 St Onge DA 1979 Forages au roc r gion Nord de Montr al Universit d Ottawa Notes de recherche no 22 Stokes CR Clark CD 1999 Geomorphological criteria for identifying Pleistocene ice streams Annals of Glaciology 28 67 74 Stokes CR Clark CD 2001 Palaeo ice streams Quaternary Science Reviews 20 1437 1457 Terasmae J 1965 Surficial geology of the Cornwall and St Lawrence Seaway Project areas Ontario Geological Survey of Canada Bulletin 121 Thorleifson LH Berg RC ds 2002 Geological models for groundwater flow modeling Workshop Extended abstracts Denver Colorado Geological Survey of Canada Open file 1449 Thorleifson LH Matile GLD Pyne DM Keller GR 2001 Construction of a geological model of the Winnipeg region for groundwater modeling Dans Thorleifson LH Berg RC ds Geological models for groundwater flow modeling Workshop Extended abstracts 35 annual meeting North Central Section Geological Society of America Illinois Open file series 2001 1 pp 52 54 Toth J 1962 A theory of groundwater motion in small drainage basins in central Alberta Canada Journal of Geophysical Research 67 11 4375 4387 Toth J 1963 A theoretical analysis of groundwater flow in small drainage basins Journal of Geophysical Research 68 16
53. Moore A Logan C Kenny F Russell HAJ Sharpe DR Barnett PJ 1997 Bedrock topography of the Greater Toronto and Oak Ridges Moraine NATMAP areas southern Ontario Geological Survey of Canada Open File 3419 scale 1 200 000 Breunig M 1999 An approach to the integration of spatial data and systems for a 3D geo information system Computers amp Geosciences 25 39 48 BRGM ENSMP INRIA 1997 Colloque Mod lisation du sous sol 3 4 f vrier 1997 BRGM 274 coll Techniques et M thodes Brooks RR 1972 Geobotany and Biogeochemistry in Mineral Exploration Harper and Row New York Burbidge GH Rust BR 1988 A Champlain Sea subwash fan at St Lazare Qu bec Dans The Late Quaternary Development of the Champlain Sea Basin Edit par NR Gadd Geological Association of Canada Special Paper 35 pp 47 61 189 Carl JD 1978 Ribbed moraine drumlin transition belt St Lawrence Valley New York Geology 6 562 566 Carsel RF Parrish RS Jones RL Hansen JL Lamb RL 1988a Characterizing the uncertainty of pesticide leaching in agricultural soils Journal of Contaminant Hydrology 2 111 124 Carsel RF Jones RL Hansen JL Lamb RL Anderson MP 1988b A simulation procedure for groundwater quality assesments of pesticides Journal of Contaminant Hydrology 2 125 138 Carsel RF Smith CN Mulkey LA Dean JD Jowise PP 1984 User s Manual for the Pesticide Root Zone Model PRZM Release 1 EPA 600 3 84 109 U S Environmental Protection
54. Outaouais 100 m 50 m Coupe F 200m Route 148 Lac Dollard des Ormeaux Rivi re des Outaouais 100m 0 km 5 km 10 km 286 LEGENDE Mg S diments remani s par glissement de terrain O S diments organiques E S diments oliens Ap Alluvions actuelles Alluvions de terrasses fluviales Alluvions des terrasses anciennes 18 S diments littoraux et d exondation Lac Lampsilis S diments littoraux et Mb d exondation Mer de Champlain Ma S diments fins d eau profonde Mer de Champlain Cm Complexe Rivi re du Nord s diments fluvioglaciaires et s ds marins remani s 65 6 S diments fluvioglaciaires 22 Till non diff renci aa Formations superficielles non diff renci es aw Substratum rocheux non diff renci Forage localisation seulement Groupe de forages quantit de forages chelle horizontale 1 100 000 Exag ration verticale 20x kilom tres 2 5 0 2 5 5 Coupe G 200m Mb Route 148 150 1 Lac Dollard des Ormeaux Rivi re des Outaouais 100m 50 km 5 km 10 km Coupe G H 0 16 148 Ruisseau Morissette 80m Ax 50 m d Ay 0m 0 km 5 km Route 327 Co u pe H 200m 150m Ruisseau des Vases ak EES 100 l l Carignan ge RE 0m 0 km km 10 km 15 km 287 LEGEN
55. Saint Placide et la Pointe aux Anglais cf Appendice I 21 Les collines d Oka et de Saint Andr forment les secteurs les plus lev s et les plus accidentes de la zone d etude au sud des Laurentides Le point culminant est situ dans les collines d Oka et atteint 250 m d altitude Le roc affleure sur les sommets et leurs versants parfois escarp s mais le till et les s diments marins littoraux couvrent g n ralement les flancs A l int rieur des collines on remarque des d pressions combl es avec en surface du till remani ou des s diments marins Ces collines plus particuli rement les collines d Oka ont donn lieu au d veloppement de nombreuses formes littorales telles des terrasses et des tombolos 1 2 3 Stratigraphie quaternaire et pal og ographie Au Qu bec la s rie s dimentaire quaternaire est constitu e de plusieurs successions de type cyclique s par es par des discontinuit s Les s diments quaternaires de la vall e du Saint Laurent ont t en grande partie d pos s au cours du dernier cycle interglaciaire englaciation d glaciation Ces derniers sont d crits et discut s dans plusieurs articles th ses et ouvrages de synth se dont Gadd 1971 Lamothe 1987 1989 Lamothe et al 1992 LaSalle et al 1982 Occhietti 1982 1989 Pag 1999 Parent et Occhietti 1988 et Prichonnet ez al 1987 La Figure 1 6 pr sente le cadre stratigraphique d velopp dans la vall e sup rieure d
56. Smooth Interpolation DSI est utilis pour interpoler les composantes de g a a n importe quel n ud a de la grille Mallet 1989 1992 2002 Le DSI est ind pendant de la dimension topologique de la maille courbe surface volume et du type de composantes de la fonction estimer g om trie propri t s physiques probabilit s etc Le DSI permet la fonction de respecter un grand nombre de contraintes C induites par les donn es et pouvant agir comme autant de composantes crois es Certaines contraintes peuvent tre totalement respect es alors que d autres peuvent tre respect es de fa on variable en fonction d un facteur de certitude Sans entrer dans les d tails on peut dire que la solution DSI obtenue est le minimum d un crit re de rugosit globale R qui est une forme quadratique gale la somme d un crit re de rugosit R o et du degr de divergence ou de non respect de l ensemble des contraintes p p R p R o plp 1 4 41 Sous certaines conditions qui sont g n ralement rencontr es en pratique il peut tre d montr que le minimum de R existe et qu il est unique Mallet 1989 1992 2002 L approche m thodologique de base pour construire une surface dans gOcad est la suivante Galera et al 2003 G n rer une surface triangul e planaire la densit des triangles peut tre modifi e D finir l ensemble des contraintes induites par les do
57. V 2004 Origine et evolution geochimique des eaux souterraines du systeme aquifere des basses Laurentides dans les roches s dimentaires pal ozoiques des Basses Terres du Saint Laurent Qu bec Canada These de doctorat non publi e Universit du Qu bec INRS ETE Cloutier V Bourque E 2002 Secteurs de qualit relative de l eau souterraine Dans MM Savard R Lefebvre R Martel M Ouellet C Lamontagne ds Caract risation hydrog ologique r gionale du syst me aquif re fractur du sud ouest du Qu bec Partie III Atlas hydrog ologique Commsission g ologique du Canada Cloutier V Bourque E Lefebvre R Savard MM Nastev M Martel R Therrien R 2001 Regional hydrogeochemical characterization of groundwater in fractured rock aquifers Dans 2nd joint TAH CGS groundwater conf 2001 an Earth Odyssey Proc 2 pp 1068 1077 Connor JJ Shacklette HT 1975 Background geochemistry of some soils plants and vegetables in the conterminous United States U S Geological Survey Professional Paper 574 F Corbeil P 1984 G ologie du Quaternaire de la r gion de Rigaud Rivi re Beaudette Qu bec quelques applications a l environnement M moire de maitrise non publi e Universit du Qu bec Montr al Qu bec Courrioux G Nullans S Guillen A Boissonnat JD Repusseau P Renaud X Thibaut M 2001 3D volumetric modelling of Cadomian terranes Northern Brittany France an automatic method using Voronoi diagrams Tectonophysics
58. a clear tendency to increase where bedrock elevation 5 5 127 Figure 3 9 Typical recharge area extracted from the GFM Recharge is through surficial sand and a drumlinized till sheet Clay is often present in surface lovvs betvveen drumlins Vertical exaggeration factor is 15 and Y axis indicates north 129 Figure 3 10 Submodels of the three main buried valleys of the study area a Rivi re du Nord valley b Chemin des Sources valley and Saint Beno t valley Vertical exaggeration factor is 15 and the Y axis indicates north 131 Figure 3 11 The St Th r se esker and related deposits This granular aquifer allows good connectivity between ground surface and the regional fractured rock aquifer Vertical exaggeration factor is 15 and the Y axis indicates north 133 Figure 3 12 Lag and channel zone geologic setting Confining marine silt and clay unit is thick and continuous Thin discontinuous but highly permeable sediments are often connected to the regional aquifer Till is thin or absent Vertical exaggeration factor is 15 and Y axis indicates EE 134 Figure EE E EE 150 Figure 4 2 General hydrostratigraphic framework A total of 12 of the model area shows direct vertical hydraulic connection between discontinuous granular aquifers and the regional rock UE 151 Figure 4 3 A 3D grid is generated from the geologic model and a
59. a regional hydrogeologic investigation conducted by the Geological Survey of Canada Savard et al 2000 The study area is located in the St Lawrence Lowlands near Montreal Fig 3 1 a rapidly developing region where groundwater conservation has become a public issue The objectives of this work are to 1 improve understanding of subsurface conditions above the regional fractured rock aquifer and 2 to provide a common framework for different hydrogeologic applications To achieve these goals a strategy has been developed to create a computer based 3D model of the regional bedrock topography and overlying Quaternary stratigraphic architecture Geologic Framework Model GFM This paper presents the strategy the resulting 3D model as well as a few applications The GFM is used to describe the main Quaternary hydrogeological settings Also provided are brief 107 descriptions of how the model was used to assess aquifer vulnerability to contamination Ross et al 2003 and to some extent calibrate the regional numerical model Nastev et al in press a Other potential applications are suggested The main challenge for 3D modeling in such a glacial setting stems from the often discontinuous nature of the units their highly variable thicknesses and the fact that most units are only partly exposed at the surface The procedure applied to construct the GFM takes advantage of the capabilities of modern geomodeling systems basin analysis techniq
60. applications such as groundwater flow modeling remains a significant challenge The results of the geomodeling effort presented in this paper have thus highlighted a series of advantages and limitations regarding the proposed approach which can be summarized as follows 3 7 1 Limitations 1 Many manual corrections are still required to get fully satisfying results in complex settings 2 Model reliability is limited by data quantity and quality and since it is a knowledge based model by the experience of experts and the efficiency of their interaction 142 3 More reliable regional geologic models could be produced if training regulations and a standardized procedure were developed to improve the quality of water well databases 4 Improvement in the inter operability with database systems and end process technologies need to be achieved in order to further increase the usefulness of these models and to streamline the process of data exchange 5 Such a procedure is perhaps not yet within the reach of every organization but this is likely to improve in the near future 3 7 2 Advantages 1 The geologic model is made of interlocked discrete surfaces which represent current knowledge of the stratigraphic architecture of the modeled domain in a common and consistent framework which does not require large computer power 2 It truly helps to understand geologic and hydrogeologic settings The GFM can provide complex and consiste
61. area migrated northeastward into the Montreal region Southward flow in the upper St Lawrence Valley was seemingly favoured during full glacial conditions as well as during late deglaciation as a post ice stream re equilibration mechanism Deglacial events in the study area were also characterized by subglacial meltwater channelling along the valleys subaquatic outwash deposition in glacial Lake Candona and rapid infill of the valleys during the early stages of the ensuing Champlain Sea R sum Les s diments quaternaires de vall es enfouies et de coupes nouvelles sont analys s et d autres sites sont r examin s afin de d velopper le cadre stratigraphique et les mod les pal og ographiques des Basses Terres du Saint Laurent Pour y parvenir plusieurs m thodes ont t utilis es notamment la geomorphologie la g ophysique la sedimentologie la pal o cologie et la g ochimie Les vall es enfouies d orientation NE SO contiennent des cr tes de roc et des depressions surcreus es dont le registre sedimentaire a une incidence regionale Une succession lithostratigraphique de 78 m d paisseur a t for e en continu et son architecture 2D a t d finie par r flexion sismique Elle comprend a partir de la base des s diments glaciolacustres proximaux deux tills superpos s et contrast s les tills d Argenteuil et d Oka vraisemblablement d ge Wisconsinien sup rieur et enfin des s diments de la Mer de Champlain Les s
62. au Wisconsinien sup rieur et probablement a plusieurs reprises ant rieurement Certes les vidences d un coulement glaciaire vers le sud ouest dans la r gion de Montr al sont connues depuis longtemps titre d exemple quelques stries vers le sud ouest figurent sur la carte des formations superficielles de Prest et Hode Keyser 1962 Prichonnet 1977 est probablement le premier proposer une s quence plusieurs phases dans cette r gion incluant une phase vers le sud ouest au Wisconsinien sup rieur mais celle ci tait consid r e comme un v nement tardif somme toute assez mineur comme en t moigne cet extrait Il est possible que ce mouvement vers le SO ne se soit pas d velopp au del des reliefs de Rigaud dans les comt s de Vaudreuil et de Soulanges Prichonnet 1977 Gadd 1980a a pour sa part identifi entre Ottawa et Montr al des mouvements vers le sud et le sud est plus r cents que ceux vers le sud ouest Un mod le a ensuite t propos dans lequel les mouvements vers le sud sont repr sentatifs du dernier maximum glaciaire Gadd 1987 Une s quence consistant en un mouvement ancien vers le sud ouest suivi de mouvements vers le sud et le sud est est d ailleurs assez coh rente avec les observations rapport es par MacClintock et Dreimanis 1964 et MacClintock et Stewart 1965 le long de la voie maritime La phase r gionale d coulement vers le sud ouest est donc rel gu e au Wisconsinien inf rieur et pa
63. de la qualit des donn es et de l int gration de l interpr tation g ologique dans le processus de g omod lisation Peu d exemples de proc dures existent et il y a un besoin particulier pour la caract risation hydrog ologique r gionale tant donn l utilisation de nombreuses donn es multisources de qualit variable 3 Utiliser le mod le des fins de caract risation hydrog ologique r gionale plus sp cifiquement pour l analyse hydrostratigraphique et pour la cartographie de la vuln rabilit la contamination des aquif res rocheux fractur s Un des buts vis s est de d finir la connectivit hydrostratigraphique entre les formations quaternaires et l aquif re rocheux fractur Un autre but est de d velopper une approche dans laquelle la vuln rabilit la contamination est directement reli un processus physique Ce processus doit tre mesurable l aide du mod le 3D et de quelques param tres hydrog ologiques 1 2 CARACT RISTIQUES DE LA R GION L TUDE 1 2 1 G ologie du substratum rocheux Le substratum rocheux de la r gion l tude est constitu d une s quence s dimentaire cambro ordovicienne reposant en discordance sur un socle pr cambrien Ce dernier 17 affleure dans les Laurentides ainsi que dans les collines d Oka et de Saint Andr Les roches pal ozoiques appartiennent a la province g ologique des Basses Terres du Saint Laurent alors que les roches pr ca
64. des secteurs cl s Enfin les autres membres de l quipe ont pu b n ficier des r sultats de cette recherche En effet la connaissance pr liminaire des conditions de sous surface issue des travaux de cette recherche a t utilis e notamment lors de l valuation de la recharge Hamel 2002 et de la mod lisation num rique de l coulement Nastev ef al sous presse Le Chapitre 4 pr sente une approche permettant d utiliser l ensemble des r sultats pr sent s dans les chapitres pr c dents incluant certains r sultats obtenus par d autres membres de l quipe scientifique e g Hamel 2002 Cloutier 2004 pour estimer la vuln rabilit la contamination de l aquif re rocheux fractur Les r sultats sont pr sent s sous forme cartographique l chelle r gionale Cette valuation est bas e sur une estimation du temps de parcours advectif entre la surface du mod le et l aquif re rocheux fractur sous jacent L approche pr sente certaines similitudes avec celles de Van 55 Stempvoort et al 1993 et Maxe et Johansson 1998 mais il s agit vraisemblablement de la premi re valuation r gionale de la vuln rabilit effectu e l aide d un mod le g ologique 3D Ce type de mod le fournit une information de premi re importance et qui est absente sur les cartes g ologiques traditionnelles i e une estimation de la distribution et de l paisseur des unit s partiellement ou totalement enfouies entre la surface et
65. e qu ils respectent les donn es 2 topologiquement coh rents 1e qu ils respectent les relations entre les objets g ologiques 3 g ologiquement r alistes et 4 dans une certaine mesure reproductibles Courrioux ef al 2001 La mod lisation volumique consiste en une discr tisation de l espace en cellules ou voxels Turner 1992 auxquelles peuvent tre attribu es une ou plusieurs propri t s l aide de diff rentes techniques d interpolation e g g ostatistiques Les volumes sont alors d crits sur la base de ces propri t s par exemple un faci s ou une propri t physique e g porosit Ce type de mod le est particuli rement appropri pour r soudre num riquement des quations diff rentielles aux d riv es partielles De plus ces grilles sont largement utilis es pour repr senter les conditions de sous surface lorsque de grandes quantit s de donn es tridimensionnelles sont disponibles e g r flexion sismique 3D Dans certains cas il peut tre pratique de g n rer une iso surface S d finie par Deh f p e 1 1 o repr sente les valeurs d une propri t non constante d finie chaque point p d une grille 3D et c est une iso valeur donn e Bloomenthal ef al 1997 Outre les applications g ophysiques ce type de surfaces est utilis dans l valuation des ressources ou pour repr senter un panache de contaminants l int rieur duquel la concentration d passe un certain seui
66. eg n gt SE 0 lt a OS AL Rae gt min Ve 99 09 ST ooueISIC 0 4 ee se Y 1 DETTE agg Mae a gem weg 4 ROP NAN Mee en al os ae pec om d n OES s uu OZ upon 48 a e PR at WE Te H 5 mm 491 0 L A d Ka 2 st eet die O L 0 00 052 002 091 001 09 su sduto L 251 qes D 3 93531 0 SZ 02 SL Ol 0 rs 1dd nbn u cur nriqnd sns 09 Or 0 02 DL 001 0110 80 90 YO Z0 0 92 Z SE 1 qu 3 97 8 2 8 oun anod 1152 2150401 90 0 YEL L 80907070 0 098 00106 008 SL sd 5 3305 onry 948158 vurur 500 670 S A 00 855 14 8 00 w 252 DARI Pm 000 0002 0001 s w 4 S PUO s p 3553 1 0 0 009 OOF 005 002 001 dd O Zap UNES nAn npuo 500 6 0 S A 00 855 X 14 9 00 w 253 lqes staut SOAR JILL rsdd anbyguseu niqnd sns 50 3 597 ap ures 8
67. en francais et forme le Chapitre 1 de la th se La Deuxi me Partie regroupe les articles eux m mes et est r dig e en anglais pour des fins de publication et de diffusion Elle comprend trois articles formant autant de chapitres chapitres 2 3 et 4 Le Chapitre 3 inclut galement un extrait d un compte rendu de conf rences qui vient ajouter certains l ments importants a l article pr sent dans ce chapitre La Troisi me Partie est celle pr sentant les conclusions g n rales Chapitre 5 Les principales questions en suspens et quelques avenues de recherche potentielles sont galement discut s dans cette partie La Quatri me Partie regroupe les appendices qui contiennent des donn es brutes certains d tails m thodologiques et quelques produits e g cartes comptes rendus etc issus des travaux de recherche Le lecteur notera que ce format bien que concis et efficace donne lieu a certaines r p titions mineures principalement dans les introductions des diff rents chapitres et dans les sections sur la caract risation de la r gion a l tude 1 1 3 Probl matique 1 1 3 1 Le r le des formations superficielles dans l coulement r gional de l eau souterraine L eau souterraine provient essentiellement de TFinfiltration des pr cipitations atmosph riques et fait partie int grante du cycle de l eau de sorte qu elle circule diff rentes vitesses travers les r seaux interconnect s des pores ou de di
68. et al 2001 110 528 000 m E 600 000 m E z z E 2 LEGEND 2 5 S Archival uz reliable boreholes 530 Nevvly acquired data 6 Stratigraphic boreholes and wells Test holes GPR survey site Shallow seismic reflection line Kilometres 5 Lake of Two Mountains 5 029 000 mN 5 029 000 m N 528 000 mE 600 000 mE Figure 3 2 Distribution of newly acquired data and the most reliable archival boreholes see Table 3 1 Note that reliable data are scarce in the westernmost part of the study area 3 3 2 Archival data quality control and standardization Geologic and hydrogeologic data were integrated in a database Access Microsoft 1997 The database structure is described by Boisvert and Michaud 1998 All records in the database are spatially referenced by UTM coordinates and most by elevation The database is largely composed of archival boreholes from the provincial database Hydrogeologic Information System HIS VVVVVV menV gouV qc ca eau souterraines sih index htm This database was first assembled in the 1970s by the Qu bec Ministry of Environment to integrate in digital format water well logs and geotechnical boreholes from several public agencies The Ministry carried out location checks in the field between 1980 and 1985 as well as some automatic verifications such as comparing borehole depth with calculated lithologic thickness to 111 confirm dat
69. formations quaternaires un modele pouvant servir de base a de multiples utilisations en particulier en hydrog ologie Fig 1 3 Pour r pondre cet objectif des m thodes vari es sont employ es telles la cartographie les forages stratigraphiques la sedimentologie la g ophysique la g ochimie la g ochronologie la micropal ontologie et la mod lisation g ologique assist e par ordinateur L approche utilis e a t inspir e des m thodes d velopp es pour tudier et d crire les grands bassins s dimentaires et pour explorer leurs ressources e g Miall 2000 Allen et Allen 2004 15 Analyse geologique Stratigraphie B Paleogeographie x 896995 2 Connaissance geologique Geomodelisation 3D Grilles 2D 3D Param tres e g hydrog ol Applications Produits Figure 1 3 L objectif global de la th se consiste a d velopper et tester une proc dure complete alliant l analyse g ologique a la construction d un mod le 3D et a son utilisation en hydrog ologie Trois objectifs sp cifiques s articulent autour de l objectif global 1 D finir la nature l origine et l architecture stratigraphique des unit s quaternaires Une attention particuli re doit tre port e aux vall es enfouies de la r gion a l tude car elles sont susceptibles de jouer un r le important dans la dynamique du syst me aquif re r gional De plus comme elles ont t tr s peu tu
70. from the literature and used to obtain relative pore volumes Unit Thickness m Volume m Median Max Mean Std Dev Gross Pore Regressive sands 3 43 4 5 1 7x10 5 0x105 Upper aquifer n 0 3 Marine clay 14 72 16 13 1 2x10 5 4x10 aquiclude n 0 45 Glaciofluvial seds 3 44 5 6 9 0x10 3 1 10 aquifer n 0 35 Till aquitard 6 76 9 9 9 2x10 92108 n 0 1 Undiff sediments 6 45 9 9 1 6x10 4 8x107 n 0 3 Overall 14 146 19 18 2 6x10 8 3x10 130 3 5 1 2 Buried valleys and granular aquifers The sediments filling the SW trending depressions are characterized by a wide range of lithofacies assemblages whose architecture reveals a complex depositional and erosional history Till is present at depth in several of these valleys but in others channelized subglacial drainage systems have cut through and removed much of the pre existing glacial sediments thus increasing the connectivity between granular aquifers of glaciofluvial origin and the regional rock aquifer The three main valley settings are shown in Fig 3 10 Starting from the north end of the model there is the Rivi re du Nord valley Fig 3 10a the Chemin des Sources valley Fig 3 10b and Saint Benoit valley Fig 3 10c The Riviere du Nord buried valley probably contains the largest granular aquifer connected to the regional system of the study area The estimated volume of the deposit within the limit of the boundary is 1 8x 10 m This aquife
71. impossible d effectuer une telle caract risation et il serait galement beaucoup plus difficile de cibler de fa on strat gique les travaux de sous surface cf section 1 1 3 4 Vall e enfouie Figure 1 2 Exemple d une coupe 22 m pr s de Lachute montrant la s quence quaternaire g n ralement rencontr e dans la r gion l tude et reposant dans ce cas ci sur les dolomies du Groupe de Beekmantown Noter la pr sence d une vall e enfouie sur le c t gauche de la photo 10 1 1 3 3 La modelisation g ologique en trois dimensions un besoin L espace dans lequel nous vivons est tridimensionnel Les g oscientifiques doivent donc int grer et analyser des donn es et des observations dans ces trois dimensions mais cela a toujours repr sent un d fi de taille Les enjeux d une meilleure repr sentation des donn es et de leur analyse sont pourtant consid rables et concernent des domaines vari s exploration et exploitation des ressources e g hydrocarbures gisements m tallif res construction d ouvrages g nie civil environnement hydrog ologie et recherche fondamentale Pour repr senter les conditions de sous surface les g ologues ont traditionnellement fait appel a des techniques de repr sentation bi dimensionnelle des donn es 1 peut s agir de profils topog ologiques de cartes d isopaques ou de cartes de lithofaci s Miall 2000 titre d exemple Pettyjohn et Randich 1966 on
72. in the Montreal region after authors cited 2 3 METHODOLOGY Extensive field work was carried out between 1999 and 2001 including surficial mapping detailed geologic section analyses stratigraphic drilling and shallow seismic reflection surveys Two maps of the Quaternary geology were completed at a scale of 1 50 000 Bolduc and Ross 2001a 20012 Prior to drilling a total of about 5 line km of high resolution shallow seismic data were acquired over two of the buried valleys Fig 66 2 3 The acquisition technique as well as the processing procedure are described in Benjumea et al 2001 This tool is an effective means of delineating the stratigraphic architecture of buried Quaternary units and also of mapping bedrock topography e g Hunter et al 1989 Slaine et al 1990 Roberts et al 1992 Boyce et al 1995 Lanz et al 1996 Pugin er al 1999 especially where thick saturated and fine grained sediments lie at the surface These profiles were used to provide a 2D subsurface record of the stratigraphic architecture as well as to identify appropriate drilling targets Five stratigraphic boreholes three of which are along the seismic profiles Fig 2 3 were diamond drilled in the main buried valleys Continuous sampling of 4 5 cm diameter cores with high recovery rates was carried out in two boreholes 00 CHS F2 00 STJPH whereas closely spaced but discontinuous samples were obtained using Shelby tubes for the upper marin
73. l aquif re vis par l valuation Si un mod le g ologique 3D est disponible pour une r gion donn e la m thode est facile et rapide utiliser et elle fournit une valuation r aliste de la vuln rabilit intrins que Actuellement ce type de mod les est encore tr s rare au Canada mais il n est pas irr aliste de pr voir qu une meilleure couverture cartographique 3D r gionale sera disponible dans un avenir rapproch DEUXIEME PARTIE ARTICLES CHAPITRE 2 THE LATE QUATERNARY STRATIGRAPHIC RECORD NORTHWEST OF MONTREAL REGIONAL ICE SHEET DYNAMICS AND ICE STREAM ACTIVITY ROSS MARTIN PARENT MICHEL BENJUMEA BEATRIX HUNTER JAMES Institut National de la Recherche Scientifique INRS ETE 490 rue de la Couronne Qu bec OC GIK 949 Canada Geological Survey of Canada 490 rue de la Couronne Qu bec OC GIK 949 Canada Departament de Geodin mica i Geofisica Universitat de Barcelona C Marti i Franques s n 08028 Barcelona Spain Geological Survey of Canada 601 Booth Street Ottawa ON KIA 0E8 Canada Abstract The Quaternary sediments of previously unstudied buried valleys and sections near Montreal are analyzed and other sites are revisited to further develop the stratigraphic framework of the St Lawrence Lowland and to provide new insights for the reconstruction of glacial and deglacial events This is done using a combination of methods including geomorphology geophysics sedimentology pal
74. m N 5 079 000 m N Carte de la distribution et de Pepaisseur M Epaisseur totale des sediments quaternaires l gt 20 45 40 35 30 60 Courbe d gale paisseur m 25 Equidistance de 20m 20 15 10 5 0 Topographie du mod le Brownsburg amp yaa e gt a e 7 2 d EZ 22 Non disponible Echelle 1 200 000 kilometres 5 0 Projection transverse universelle de Mercator Syst me de r f rence g od sique nord americain Zone 18 ond de carte num rique G omatique Canada Modification du fond de carte num rique Ressources naturelles Canada 5 029 000 m N 5 029 000 mN 528 000 m E 597 000 mE 528 000 mE 597 000 mE Carte de l l vation du roc 5 079 000 m N 5 079 000 m N L GENDE El vation m Brownsburg GR LUS o 5 Ba la z j sil 4 E y LOS y 22 Non disponible Echelle 1 200 000 LCA kilometres 5 0 Projection transverse universelle de Mercator Syst me de r f rence g od sique nord americain Zone 18 L l vation entre les contours topographiques est de 20m ond de carte num rique G omatique Canada Modification du fond de carte num rique Ressources naturelles Canada 5 029 000 m N 5 029 000 mN 528 000 m E 597 000 mE APPENDICE I CARTE DE LA
75. ologique n est pas tributaire d ventuels changements d applications ou de strat gie d applications en cours de projet 53 De plus un tel mod le permet de propager la meilleure image possible du cadre g ologique tous les intervenants et de fournir de l information en format num rique pour toutes les applications d un projet En bout de ligne ceci peut avoir un impact positif significatif sur celles ci en particulier la mod lisation num rique En effet le mod le g ologique peut servir non seulement simplifier correctement la g om trie du mod le num rique mais aussi estimer cartographier certains param tres utiles sa calibration e g recharge conductivit hydraulique Enfin le mod le g ologique assure un certain archivage num rique de la connaissance stratigraphique pour une mise jour et une utilisation future pouvant r pondre d autres besoins que l hydrog ologie e g ressources granulaires risques naturels Certains de ces arguments ont aussi t mis de l avant dans l industrie p troli re pour justifier le besoin de cr er des mod les g ologiques qui bien qu ils servent de base g om trique aux mailles g n r es pour la mod lisation num rique demeurent ind pendants de celles ci e g Mallet 2003 Mello et Cavalcanti 2003 Une partie importante de la proc dure de construction du mod le concerne le contr le de la qualit des donn es de forages cet gard une m thode est pro
76. p riode en raison de l accroissement des activit s humaines dans cette r gion o les formations quaternaires contr lent la recharge et les conditions de confinement de l aquif re r gional Cette recherche a donc t entreprise afin 1 de d finir la nature l origine et l architecture stratigraphique des unit s quaternaires sur un territoire de 1400 km au nord ouest de Montr al et d ainsi permettre 2 une repr sentation tridimensionnelle des formations quaternaires et enfin 3 d utiliser ce mod le des fins de caract risation hydrog ologique r gionale plus sp cifiquement pour l analyse hydrostratigraphique et pour la cartographie de la vuln rabilit la contamination des aquif res rocheux fractur s Pour r pondre ces objectifs diverses m thodes ont t employ es notamment les forages stratigraphiques la s dimentologie la g ophysique la g ochimie et la mod lisation g ologique par ordinateur Un mod le r gional des formations quaternaires incluant la topographie du roc sous jacent a t construit l aide du logiciel gOcad La proc dure inclut un contr le de la qualit des donn es archiv es gt 5000 forages l int gration de nouvelles donn es la construction de 40 coupes g ologiques r gionales et 9 surfaces interconnect es partir desquelles diverses repr sentations 3D des unit s peuvent tre g n r es e g boundary representation grilles 3D Int gr e cet effort l
77. par type de sediments en partie d apr s Hamel 2002 Sable r gressifs 5 55x 10 m s 9 51x10 m s ou 175 mm an 300 mm an Argile marine 1 58x107 m s 4 76x10 m s ou 50 mm an 150 mm an Gravier fluvioglaciaire 6 34 x10 m s 1 27 x107 m s ou 200 mm an 400 mm an Till 3 17x10 m s 6 34 10 m s ou 100 mm an 200 mm an Roc fractur 3 17 x107 m s 9 51x107 m s ou 100 mm an a 300 mm an Porosit minimale et maximale litt rature Sable r gressifs 25 45 Argile marine 35 55 Gravier fluvioglaciaire 25 35 Till 15 30 S diments sous le till 25 50 Roc fractur 0 5 5 259 L utilisation des scripts dans gOcad Les calculs sont effectu s dans gOcad l aide de scripts Les scripts sont appliqu es avec l outil Apply Script On object dans le menu Compute 7 Gocad Property Script Editor 2 Si Apply script on Properties Object gt Bl 4 region Properties No Data Yalues Math Logic Functions Edit m Check Le Load Insert Save As Script Syntax Examples note the and rules Z X Y if Z gt 10882 20 Z 10 else Z sol 1 10 BEGIN n 0 Lina END print gt myfile total points 2 Apply Cancel Help Figure D 2 La fen tre des scripts A Le script avec param tres fixes l paisseur de roc non satur e if piezo
78. pour objet de fournir une repr sentation g or f renc e en format digital de la g om trie et s il y a lieu des propri t s des unit s g ologiques d une r gion donn e et ce pour diverses utilisations Malgr les r cents d veloppements dans le domaine de la mod lisation 3D e g Raper 2000 Mallet 2002 construire un mod le g ologique en trois dimensions demeure une t che tr s difficile tant donn certaines contraintes inh rentes aux g osciences D apr s Turner 1989 il existe au moins quatre difficult s majeures propre aux g osciences en mati re de mod lisation 3D 1 L information disponible concernant la g om trie et les propri t s des unit s g ologiques est g n ralement tr s incompl te et ce toutes les chelles De plus certaines informations peuvent m me sembler contradictoires 2 L environnement de sous surface est souvent caract ris par des relations spatiales extr mement complexes 3 La r alit conomique et d autres consid rations pratiques emp chent un chantillonnage dense qui permettrait d liminer plusieurs incertitudes 4 Les relations entre les valeurs des propri t s et les volumes consid r s repr sentatifs le facteur d chelle sont g n ralement peu ou pas connues Ainsi mod liser la g ologie d une r gion implique de construire des objets pour lesquels la g om trie et les propri t s ne sont connues au mieux que tr s partiellement Il faut ajouter
79. region region Roc confined use top feature true top feature Ma use bottom feature false bottom feature G 2 direction down false stype or gocad on BitRegionManager Merged grid minus region region Roc confined with Ma gocad on BitRegionManager Merged grid minus region region Roc confined with G gocad on BitRegionManager Merged grid minus region region Roc confined with Till gocad on BitRegionManager Merged_ grid copy region from Roc to Unconfined_aquifer gocad on BitRegionManager Merged grid minus region region Unconfined_aquifer with Roc confined On peut ensuite appliquer la s rie commandes pour estimer le DAT page suivante Cette s rie peut tre appliqu e plusieurs fois de fa on semi automatique pour g n rer plusieurs sc narios Il faut simplement changer le nom du fichier de sortie DAT1 DAT2 DAT3 etc Bien entendu il faut adapter la commande en fonction des couches du modele et de tout autre caract ristique particuli re e g param tres nombre de couches aquif re cible etc 266 Commandes pour calculer le DAT entre la surface et la base de la couche Roc sur cette Sgrid les propri t s sont fournies a titre d exemple gocad on GObj Merged grid apply script properties_info none region Roc script 1 Porosity trand 0 005 0 01 0 05 file name None gocad on GObj Merged grid apply_script properties_info none region Till script Porosity trand 0 15 0 2 0 3 file name None gocad on GO
80. script command is applied cf Appendix D to populate the grid with the input parameters and to XX estimate DAT from the surface to the underlying regional aquifer modified from 156 Figure 4 4 Log distribution of DAT results The first mode is associated with recharge zones and DAT classes from to 5 whereas the second mode is associated with confined areas and DAT class 6 see also Table 4 2 157 Figure 4 5 Distribution of DAT classes over the study area Results are in good agreement with groundwater type zones of Cloutier and Bourque 2002 158 Figure 4 6 Vulnerability map of the regional rock aquifer in the study area based on the mean DAT The results are consistent with the available information such as with the distribution of groundwater recharge areas groundwater type zones and with areas where contamination from road salt application is known 166 Figure 4 7 a Mean DAT white curve in ascending order from 0 5 to 5 years class 2 with associated average deviation showing minor overlap with class 3 b Mean DAT white curve in ascending order starting at 100 years class 6 with associated average deviation showing more significant overlap with class 5 167 Figure 4 8 Vulnerability map of the study area pessimistic scenario based on the mean DAT minus the average deviati
81. sel 619 10 bls HES 9 00 72666 LE OZS 688 CH 202 7 00 2866 292 ECH ie 098 192 6000 2 6 65 266 0 Ka eve SN 6000 2866 9 2 68 ELL 962 9058 go00vz866 09 689 Ek 096 geg 23 0 ZO00VZ866 sz 128 096 226 El 0 80 2866 57 af 8100029665 ER 000 2866 eyns 99584 sin fleyy 220 219 gol 021 66 o ZbLb90s 66695 252000 005092 UOJOLLEIG 00 2866 652 Ser 19 562 O0 eg 98 09 2296 9 062000 006092 6 5 0 8900 2866 DS 102 99 19 66 965 990 L6ZblS 6820 00 006092 UOJOLUEI 2900VZ866 096 002 191 er o 699 0529 05 892965 8820 00 005092 2 8 0 990072866 201 691 08 LOL g r L1eyS0S 106956 1820 00 00S09Z 40 0 690 2866 86 S 862 021 sy SOL 8 0658 05 519855 9820 00 005055 av yo00vZ866 9 5 621 ECH Er 00 8469909 8Zevos 69 000 00092 6 5 090072866 SZ Ter 629 205 22 2886905 6 5 820 00 005092 401 0 2900 2866 119 282 CH 95 6 948905 055 682000 005092 2 5 1900vZ866 88 20 186 85 66 0420 292 05 020655 282000 00092 6 2 5 01 900 2866 89 901 5 oor 8lp 6 0 9229 1820 00 006092 uoyoLuslq 6600 2866 099 922 vel 201 16 189 9 68659 0820 00 006092 40 0 900VZ866 Ser 226 VZ 66
82. standard is 95 of the activity of N B S Oxalic Acid The age is referenced to the year A D 1950 SPECIALISTS IN GEOCHRONOLOGY amp ISOTOPE ANALYSIS 237 Dr Michel Parent Report Date 3 20 2003 Natural Resources Canada Material Received 2 27 2003 Sample Data Measured 13C 12C Conventional Radiocarbon Age Ratio Radiocarbon Age Beta 176905 gt 48350 BP 26 8 o oo gt 48320 BP SAMPLE 99 PIA R004B ANALYSIS AMS Standard delivery MATERIAL PRETREATMENT wood acid alkali acid Beta 176906 10560 60 BP 2 3 o oo 10930 60 BP SAMPLE 99 PIA ROS7A ANALYSIS AMS Standard delivery MATERIAL PRETREATMENT shell acid etch 2 SIGMA CALIBRATION Cal BC 10920 to 10920 Cal BP 12880 to 12870 AND Cal BC 10870 to 9990 Cal BP 12820 to 11940 Cal BC 9950 to 9940 Cal BP 11900 to 11890 AND Cal BC 9870 to 9810 Cal BP 11820 to 11760 APPENDICE C AUTRES LEVES SISMIQUES LEVES DE GEORADAR ET DIAGRAPHIES 240 HD INS sod au z no s l p s uuop s 1 3 wu 000 69 3 W 000 SVS 894 1 eq ae 2 j PRA ROR R II TRS Fi PSK e A e SS J KOZ pa z 3 W 000 26S 3 W 000 979 SonbisAydogs saguuop sous s p uonesyeooT N W000 650 9 N W 000 620 S 000 990 9 N W 000 990 5 241 64 2 6 9 XN YOO LUNJOYQNS elle 1 Ke itll
83. step R sum Dans le cadre d une tude d hydrog ologie r gionale dans les basses terres du Saint Laurent Canada un Mod le surfacique g ologique en 3D MSG a t d velopp pour obtenir une repr sentation coh rente par ordinateur de ce bassin quaternaire sur une superficie de plus de 1400 km Une telle reconstitution stratigraphique tait n cessaire en raison du contr le qu exercent les s diments quaternaires sur la recharge de l aquif re regional fractur sous jacent et aussi parce que les aquif res granulaires enfouis sont partiellement connect s au syst me r gional Les objectifs de cet effort de geomodelisation sont 1 d am liorer la comprehension des conditions de sous surface au dessus de l aquif re r gional et 2 de fournir un cadre stratigraphique commun des fins de caract risation hydrog ologique La m thode repose sur l int gration de l interpr tation g ologique dans la mod lisation discr te effectu e l aide du logiciel gOcad ainsi que sur des proc dures d uniformisation et de contr le de la qualit des donn es afin d optimiser l utilisation d une base de donn es multisources Le MSG repr sente la topographie du roc et l architecture stratigraphique des s diments sus jacents L aquitard r gional till l aquiclude d argile marine et les aquif res granulaires ont t mod lis s un niveau de d tail sans pr c dent fournissant ainsi un cadre hydrostratigraphique solidement tabli
84. superficielles non diff renci es HEN Substratum rocheux non diff renci Forage localisation seulement Groupe de forages quantit de forages kilom tres 2 5 Riviere du Ch ne Lac des Deux Montagnes 25 km 1 100 000 Exag ration verticale 20x 0 2 5 301 Rivi re Saint Fran ois Saint Antoine Saint J r me mome 1 km 5 Ap At Mb mu Coupe Z Riviere Mascouche Autoroute 15 d 10 km Saint Eustache Autoroute 640 ee 15 km 20 km 25 km LEGENDE S diments remani s par glissement de terrain S diments organiques Sediments eoliens Alluvions actuelles Alluvions de terrasses fluviales Alluvions des terrasses anciennes Sediments littoraux et d exondation Lac Lampsilis S diments littoraux et d exondation Mer de Champlain Ma S diments fins d eau profonde Mer de Champlain Cm Complexe Rivi re du Nord s diments fluvioglaciaires et s ds marins remani s Gs Gx Sediments fluvioglaciaires 2 Till non diff renci Eom Formations superficielles non diff renci es EE Substratum rocheux non diff renci Forage localisation seulement Groupe de forages quantit de forages kilom tres 2 5 Rivi re des Mille les ga LUO sj me RE chelle horizontale 1 100 000 Exag ration verticale 20x 0 2
85. 0 km area Such a detailed stratigraphic reconstruction was needed because the Quaternary sediments control the recharge to the underlying regional fractured rock aquifer and also because buried granular aquifers are partly connected to the regional system The objectives of this geomodeling effort are 1 to improve understanding of subsurface conditions above the regional aquifer and 2 to provide a common stratigraphic framework for hydrogeologic applications The method draws on knowledge driven discrete modeling using gOcad as well as standardization and quality control procedures to maximize the use of a multisource database The resulting model represents the bedrock topography and the complex stratigraphic architecture of overlying sediments The regional till aquitard the marine clay aquiclude and the buried granular aquifers have been modeled with unprecedented details thus providing a well constrained 3D hydrostratigraphic framework The recharge zones of the rock aquifer represent about 35 of the study area Published in Hydrogeology Journal Available online at http link springer de journals hydrogeo 104 Buried granular aquifers are directly connected to the regional aquifer system over about 10 of the area The model allows several applications such as assessing aquifer vulnerability and areal groundwater recharge rates improving the GFM inter operability with groundwater modeling systems would be the next logical
86. 00 2866 191 2100 616 gt Ov gt SI 12 ve gt 24 869 UOPOLUE Q 220072866 OL6 0 80 QPEL gt G 6G gt 921 012 LG gt 9p gt 818 UO JOLUEIG VZ00VZ866 ogr 9100 gt 6LL gt gg 921 SOL L I gt 621 CLE UOJOLUEIQ 11007966 65 9900 Ce 88 Tir 982 gt 99 93 des 9 00 7866 89 1100 gt 268 gt 94 Cp 80 L6 gt 26 Uolollel y l O0VZ866 021 1007 585 80 Ors 2192 LA 559 V6000vZa66 8 9100 ou 5 gt 62 098 gt 8 289 6000VZ866 val 9100 LELL gt 699 6 V YGL 965 991 vol ages 8000 2866 200 9000 S gt 60 DE 905 gl 505 000V2866 991 8 9 5 b gt 209 692 Ob VOC 9zl vg UOJOLUEI 2866 ens 59261 85 8 219 erg Vey ro 292 aes 0600 2865 SIE 268 612 219 251 6200772866 209 201 666 OEZ ble 6 80 0200 2866 9 aen veb ECH ese uopwed 3 200 2866 1 95 9000 1959 8088 1862 Uolouleq 0 20072866 0091 986 921 621 92 aides 0 20072866 85 122 ve LSE LL EG S C00VZ866 90 699 298 ev eve UOJAUEIQ 9200 2866 ro 928 289 129 Zye 60 800 9200 2866 602 gv 109 vs Se eme 220072866 re ele 96 ll 282 80 ZZO0VZ866 29 189 em re 666 1Z00VZ866 99 626 102 606 19 0 80 2100VZ866 56
87. 002 Geomodeling Dans Journel AG ed Applied geostatistics series Oxford University Press Oxford Mallet J L 2003 Geomodeling Shared Earth Model and SGrids 2003 gOcad consortium report Ecole de g ologie de Nancy Nancy France Mallet J L 2004 Space time mathematical framework for sedimentary geology Mathematical Geology 36 1 1 32 Marschallinger 1991 Interface programs to enable full 3 D geological modeling with a combination of Autocad and Surfer Computers amp Geosciences 17 10 1383 1394 Marshall SJ Clarke GKC Dyke AS Fisher DA 1996 Geologic and topographic controls on fast flow in the Laurentide and Cordilleran Ice Sheets Journal of Geophysical Research 101 B8 17 827 17 839 Martin PJ Frind EO 1998 Modeling a complex multi aquifer system the Waterloo Moraine Groundwater 36 4 679 690 Maxe L Johansson P O 1998 Assessing groundwater vulnerability using travel time and specific area as indicators Hydrogeology Journal 6 3 441 449 McCabe MA Clark PU 1998 Ice sheet variability around the North Atlantic Ocean during the last deglaciation Nature 392 373 377 McDonald BC 1971 Late Quaternary stratigraphy and deglaciation in eastern Canada Dans Late Cenozoic glacial ages Edit par KK Turekian Yale University Press New Haven Connecticut pp 331 355 Mello UT Henderson ME 1997 Techniques for including large deformations associated with salt and fault motion in basin modeling Marine and Petrol
88. 1 20 asp 00 2865 EEEL gt 655 SES 982 Ose 1601 cel pee uoyoulelq 6EOOVZH66 Y k ori ES 6 667 622 er 200072866 o 91 99 veg 5 we a eel 08 6 0 9600 2866 rm 98 909 0 ge so pl Op 0100 60 2 226 629 222 engl s 9e1 je sin leyy Z L pop 0 8h gt Sb yoz 882 zi gt 509 6 0 00 2666 059 5600 gol gt 806 062 222 05 121 092 Upe g900vZ866 5005 9811 g gt LIL eg 6062 62415 Op 6 80 900VZ866 51 21005 60 l gt 6997 1608 299 868 uotugg 900072866 vl00 gt 2101 99 gt ys 82 SS GO00VZ866 gel 9000 CHL vev gt Sty ell ep 9 90072866 6 0100 6 tOr gt 621 LA Ek 28 0 80 00 286 169 100 gt 296 zp gt gel pol 952 2015 80 80 290072866 Vibe 9002 L tz Ss az 22 _0 gt 92 098 0 0 1900 2866 Ove 91007 gell zo gt oer 216 EL gt 669 0 80 0000972866 626 L00 gt 196 gib gt 6190 zw 192 0 19 0 980 6500 78 8100 gt vel gt 85 699 96 96 28 6 980 6500 296 yol L00 gt V gt 8 088 eee L OL gt 208 0 G00VZ866 Epl 91007 9921 829 992 Lie gt ZEL gt 6 29 9900V2866 899 yl007 SOLL 08 gt 291 291 682 Vl
89. 3 St Th r se glaciofluvial aquifer 132 3 5 1 4 The permeable lag and channel zone 133 3 5 2 Aquifer vulnerability 1 134 3 5 3 Groundwater flow modeling 135 3 6 DISCUSSION EE 136 3 6 1 Data quality control correlation and mterpolaton 2222 136 30 2 Model Inca ass Eed E 138 3 6 3 Linkages with process based 4 22 138 3 6 4 EE EE 139 3 6 5 Future development EE 140 3 4 gt C nclusion ee eee tape ek ae eee ee eee 141 ITL A AERIAN AIE RRA 141 D E EE 142 3 8 TE e EE 143 CHAPITRE A EEN 145 ASSESSING ROCK AQUIFER VULNERABILITY USING DOWNWARD ADVECTIVE TIMES FROM A 3D MODEL OF SURFICIAL GEOLOGY A CASE STUDY FROM THE ST LAWRENCE LOWLANDS CANADA ss 145 4 1 A eee es ea ete 147 4 1 1 A conceptual framework for assessing aquifer vulnerability 148 Stuqyaro r S EE 149 A apia iaa 151 4 3 1 ER NN E e EE 151 4 3 2 The aquifer vulnerability method 152 4 3 2 1 Travel distance and parameter estmmatton 153 4 3 2 2 Geologic model discretization and data processimg 155 44 RES A 156 4 5 DISCUSSION EE 159 4 5 1 Comparison with DRASTIC and hydrogeochemical data 159 452 A AN 161 16 e E EE 162 421 AMOKMOWIEd MES em DR eae 162 4 8 Extrait de Ross ef al 2004a 163 4 8 1 DI CCU n na 163 E ee i ER RS RE O
90. 331 181 196 Cronin TM 1976 Late Wisconsin Marine Environments of the Champlain Valley New York Qu bec Quaternary Research 7 238 253 Cronin TM 1988 Paleazoogeography of postglacial Ostracoda from northeastern North America Dans NR Gadd dir The Late Quaternary development of the Champlain Sea basin Geological Association of Canada Special Paper no 35 pp 125 144 David PP 1988 The coeval eolian environment of the Champlain Sea episode Dans 191 NR Gadd dir The Late Quaternary development of the Champlain Sea basin Geological Association of Canada Special Paper no 35 pp 291 305 Davis MJ Lohman RC Philips FM Wilson JL Love DW 1993 Architecture of the Sierra Ladrones Formation central New Mexico Depositional controls on the permeability correlation structure Geological Society of America Bulletin 105 998 1007 Delage M 1997 Fa onnement et metamorphose du model drumlinoide par deux coulements glaciaires successifs dans la region de Huntingdon sud du Qu bec These de doctorat non publi e Universit de Montr al Qu bec Denton GH Hugues TJ 1981 The Last Great Ice Sheets Wiley New York Douma M JA Hunter RL Good 1999 Borehole geophysical logging Dans R Gilbert compilateur A Handbook of Geophysical techniques for geomorphic and environmental research Geological Survey of Canada The Canadian geomorphological research group Open File 3731 pp 57 67 Durand M Ballivy G 1974
91. 47 Bond GC Lotti R 1995 Iceberg discharges into the North Atlantic on millennial time scales during the last glaciation Science 267 1005 1009 Bonham Carter GF 2000 Geographic Information Systems for geoscientists Modelling with GIS Pergamon Press Oxford 188 Boulton GS 1996 The origin of till sequences by sub glacial sediment deformation beneath mid latitude ice sheets Annals of Glaciology 22 75 84 Boulton GS 1987 A theory of drumlin formation by subglacial sediment deformation Dans Menzies J et Rose J ds Drumlin Symposium Balkema Rotterdam pp 25 80 Boulton GS Jones AS 1979 Stability of temperate ice caps and ice sheets resting on beds of deformable sediment Journal of Glaciology 24 29 43 Boulton GS Smith GD Jones AS Newsome J 1985 Glacial geology and glaciology of the last mid latitude ice sheets Journal of the Geological Society of London 142 447 474 Boulton GS Hagdorn M Hulton RJ 2003 Streaming flow in an ice sheet through a glacial cycle Annals of Glaciology 36 117 128 Boyce JI Eyles N 2000 Architectural element analysis applied to glacial deposits Internal geometry of a late Pleistocene till sheet Ontario Canada Geological Society of America Bulletin 112 1 98 118 Boyce JI Eyles N Pugin A 1995 Seismic reflection borehole and outcrop geometry of Late Wisconsin tills at a proposed landfill near Toronto Ontario Canadian Journal of Earth Sciences 32 1331 1349 Brennand TA
92. 6 ur 699 GE 6920 LE pl 16 uoyoLuelq 1200 2866 ee ge 210 0120 Eug 0960 LES OVZ opea 110072866 Sint iri pes Je 792 Zi 0902 az as 9100VZ866 600 6 Z We EN 9 Obe 0 801 y IO0VZ866 8 5 gt 2 8 E e 862 9090 bo 206 6000 2866 ie 008 065 185 IL SL Oz 986 6000VZ866 92945 09 99 e 0920 eh ove AE 9 6 g000VZ866 El WS lt lt 13 0890 SS S EURO 1200072866 20915 261 109 7020 9962 0 0 ez Ope 05 80 2866 eyns sases sinefen 218 4 500 Sot 5 gt ECH LE C 95 1988 9658 060072866 266 1007 l gt ey 2892 92 601 9 6200 2866 891 LOO gt 6 gt ty gt 692 yz 801 CLL _UOJOLUEIQ SZ00V2866 90 LOO gt YOL sa 106 ZO 601 EIS UOJOLUEI 00 866 eel KE Com 957 922 908 1922 SIL 218 60 20 0120072866 LSL LL00 gt 6 8 gt 996 09 Lle 615 90 adqes 00 2866 006 41002 ezel gt 9 92 85 gt 9YC Fri bl S g 200vza66 901 500 gr g r SLL gle 6627 yel 679 opue 920072866 90 9100 VCLL gt 6 8b gt 008 261 662 21 299 UOJOLUEI c00vVZ466 801 vl005 960L gt ps CHL ez 98Z 6117 82 Wonup 22
93. 66 6 980 9900VZ866 969 c08 yo 990 6d UOJOLUEI 6500 2866 9 208 oe 1 8 176 ajv 00 2865 FER sep QE 80 GE uolouuslq 00 2866 ZEL vol GEL Sze 06 0 980 900VZ866 29 969 195 80 282 UOPMEIQ 190072866 1099 ECH git 09 19 6 60 0900VZ866 69 619 95 ar 8 0 6500 28 re 904 Zip 968 982 6 60 090072866 2 929 192 199 619 Uololleq G00vZ866 lp 606 126 96 ar uoueg 9900V2866 zz 868 688 80 292 0000 190072866 022 669 82 0902 85500 2866 EIS 996 Li 296 022 av VES00VZ866 26 69 122 998 62 ES00vZH66 922 998 92 vb oe 0 00 2500 2966 OL VSE FULL 665 281 0 8 00 286 ori 09 ozi 992 SSL 0900vZ866 1892 gei vile Lei 822 0 80 8 0 2866 221 621 Let 222 114 100 2866 296 Lg 662 SE open 9 00 2866 998 98 Ser 471 655 0 0 00 2866 vor 801 69 SOL 922 4082 66 1666 628 218 08 LEZ 660072866 120 096 Be 688 vez 1 0072866 56 00 026 666 9 0 9 00VZ866 165 06 Let 012 2 0 80 960072866 224 ID op suoylnueu s p ON US SISAJLUY z V NEIL 225 998 2991 9626 ce 1981 0122 8555 0221 851690 122998 2811 20 91 66 HV vl er vr cc 605 PO L
94. 9 001 6 0 600 VId LO 0952 9 8 HE WT 1200 er LOL IN 69 2114 20 800 VId LO S9818 Jr 662 er SI Ern 55 ezl 201 LZLI Z0 LO0 vIdLO pa 109 t DR 092 Le 099 8620 601 8921 s 0111 20 8Z0 vId 66 2692 999 Zi 8pz 9698 ell 16 669 Ly 691 1 ZO Z0FY di66 Gett ep 929 92 ese 999 OLOL 9 9691 vs 8911 20 92014 66 wpe 6160 2198 66 822 626 166 9911 6691 ss 9L ZO SZO vId 66 16122 8987 209 92 890 HLL 0021 621 O8 LL 69 9911 20 VZOFV d 66 QLESL 696 90 voz 891 69 699 29 2 9911 20 6LOFVId 66 2925 6bp lvl Lp 281 0001 9L er OL E 9 1 20 8LO VId 66 euns SIN do1 5 811 9 020 085 ER Le E 092 29 2911 20 WIZ 99 ZSHI 00 6160 126 LZ 560 167 197 Ge 2911 20 81 8 00 981 Lys JSL 56 66 22 DK 1911 20 d vez 208 AF PLP 282 186 091 1 20 6911 20 6911 20 32 99 26 00 228 29 20 418167 28 00 L9LI Z0 412 66 29 00 UlZlgHdfiS 9 Haf LS 000 eundo Sav dOi 8548 8 8 Jnaxn y uonesedaid nod abeyiaeddy 9 99 5 y Jebuejag 1 192 99 Jabuejeg 59403840 8 s p 921 4985 SO3LJO SO 528 IH 90 00 559 s p S SATEUV p y 229
95. Agency Athens GA Caumon G Lepage F Sword CH Mallet J L 2004 Building and editing a sealed geological model Mathematical Geology 36 4 405 424 Chakhmouradian AR 1996 On the development of niobium and rare earth minerals in monticellite calcite carbonatite of the Oka complex Qu bec The Canadian Mineralogist 34 479 484 Chapman LJ Putnam DF 1984 The Physiography of Southern Ontario Third edition Ontario Geological Survey Special Volume 2 Ministry of Natural Resources Ontario Civita M Forti P Marini P Micheli L Piccini L Pranzini G 1990 Carta della Vulnerabilita degli acquiferi carsici delle Alpi Apuane In Proc 1 Conv Naz Protezione e Gestione delle Acque Sotterranee Metodologie Tecnologie e Obiettivi Marano sul Panaro v 2 465 468 Clark PU 1994 Unstable behavior of the Laurentide ice sheet over deforming sediment and its implications for climate change Quaternary Research 41 19 25 Clark PU 1995 Fast glacier flow over soft beds Science 267 43 44 Clark PU Karrow PF 1983 Till stratigraphy in the St Lawrence Valley near Malone New York Revised glacial history and stratigraphic nomenclature Geological Society of America Bulletin 94 1308 1318 Clayton R 2000 Geologic framework model GFM3 1 MDL NBS GS 000002 REV00 ICN 01 Las Vegas CRWMS M amp O 190 Clayton L Teller JT Attig JW 1985 Surging of the southwestern part of the Laurentide Ice Sheet Boreas 14 235 241 Cloutier
96. DE Mg S diments remani s par glissement de terrain O S diments organiques E S diments oliens Alluvions actuelles Alluvions de terrasses fluviales Alluvions des terrasses anciennes 18 S diments littoraux et d exondation Lac Lampsilis S diments littoraux et Mb d exondation Mer de Champlain Ma S diments fins d eau profonde Mer de Champlain Complexe Rivi re du Nord s diments fluvioglaciaires et s ds marins remani s Gs Gx Sedimenis fluvioglaciaires FE Till non diff renci Eu Formations superficielles non diff renci es ERE Substratum rocheux non diff renci Forage localisation seulement Groupe de forages quantit de forages chelle horizontale 1 100 000 Exag ration verticale 20x kilom tres 2 5 0 2 5 5 Ruisseau Leclerc Riviere du Nord C O u pe H Route 148 A Autoroute 50 L v Mb 50m Om 0 km 5 km 180m Rivi re du Nord E 150 m Riviere du Nord Route 148 100m 50m Om km 5 km 10 km 15 km Coupe I J Rivi re du Nord Saint Andre Est Route 148 ee Rivi re Rouge Autoroute 50 KA Collines de Saint Andr 100m d Ax r e Baie de Carillon 50m 0m 0 km 5 km 10 km 15 km 288 L GENDE Mg S diments remani s par glissement de terrain O S diments organiques E S diments ol
97. EM Fig 2 12a The DEM shows that streamlined landforms converging toward the Lake Ontario basin are widespread in the upper St Lawrence Valley and this is consistent with a strong and regional southwestward ice flow phase Even if some of the streamlined features are related to glaciofluvial activity especially in the vicinity of Kingston e g Gilbert 1990 Gilbert and Shaw 1992 many other evidence e g glacial striae till composition data cf Fig 2 11 clearly indicate that this 90 convergent pattern in the upper St Lawrence Valley toward the Lake Ontario Basin was formed by glacier flow during part of the last glaciation The head of the convergent flow lines can be traced approximately from Ottawa to Montreal and down to the northern flank of the Adirondacks Fig 2 12b This phase is most likely the one responsible for the deposition of Oka Till in the study area Many southwest trending landforms in the upper St Lawrence Valley have been interpreted as Rogen moraines Fig 2 11 by Carl 1978 and Corbeil 1984 suggesting ice flow toward the southeast Delage 1997 showed that in the Huntingdon area cf Fig 2 11 these ridges were formed by an initial southwestward ice flow phase and were later reworked by southward and southeastward ice flow phases This is in accordance with Boulton s model Boulton 1987 in which Rogen moraines can develop from transverse ridges following a shift in ice flow direction Several south trendi
98. ERCIEMENTS En premier lieu je tiens remercier M Michel Parent pour m avoir accord une grande confiance en acceptant de diriger cette th se Son enthousiasme envers le projet sa disponibilit et ses nombreux conseils ont t autant de sources d inspiration et de motivation pour poursuivre et mener terme cette recherche Mes co directeurs MM Richard Martel et Ren Lefebvre ont pris une part significative au d veloppement de la m thode d valuation de la vuln rabilit Tous trois ont aussi t impliqu s troitement dans la r vision des manuscrits pour publication Je remercie galement les autres membres du jury d valuation ie M Alfonso Rivera M Richard C Berg et M Michel Lamothe pour leurs commentaires tr s constructifs Ils ont contribu de diff rentes mani res au m rissement d un bon nombre d id es qui me suivront bien longtemps apr s la fin de ce projet Je voudrais galement exprimer ma reconnaissance Mme Andr e Bolduc qui a dirig les travaux de cartographie de la r gion d tude au d but de cette recherche Le temps pass avec elle sur le terrain et les nombreuses discussions ont certainement contribu d velopper mes connaissances sur la zone d tude et mon expertise cartographique Je voudrais galement remercier Mme Martine M Savard et M Miroslav Nastev Ils m ont accord leur confiance et leur support tout au long du projet AFSOQ Je voudrais galement exprimer ma reconnaissance e
99. ES COMMANDSS ET LES SCRIPTS GOCAD UTILISES DANS LA CARTOGRAPHIE DE LA 1 255 APEENDICE AAA 269 COMPTE RENDU DE CONFERENCKES 269 Xi APPENDICE asas 279 DISQUE COMPACT DU MOD LE 3D GOCAD ET D AUTRES PRODUITS 279 ALEENDICE C A ai 283 LES COUPES GEOLOGIQUES REGIONALES 283 APPENDICE z n NEE 307 CARTES D ISOPAQUES DES UNITES QUATERNAIRES ET CARTE Do ELEVATION DUROC ADA 307 APP NDICRL 2779599977 anus da anti Lea 317 CARTE DE LA GEOLOGIE DES FORMATIONS SUPERFICIELLES 317 xili LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 1 R sum des techniques de forage et d echantillonnage utilis es 29 Tableau 1 2 Liste des analyses effectu es dans le cadre de cette recherche 30 Tableau 1 3 Liste des logiciels utilises pour la compilation le traitement des donn es et les analyses g ologiques et hydrog ologiques 33 Tableau 1 4 Liste des principales possibilit s que doivent offrir les systemes de g omod lisation adapt de Rhind 1992 de Kelk 1992 35 Table 2 1 Average Na2O and Sr concentrations in till samples overlying different substrates in the Study area
100. Geosciences 29 971 984 Geologic Sensitivity Workgroup GSW 1991 Criteria and guidelines for assessing geologic sensitivity of groundwater resources in Minnesota Dept of Natural Resources Div of Waters Minnesota 122 p Gerber RE Howard KWF 1996 Evidence for recent groundwater flow through Late Wisconsinan till near Toronto Ontario Can Geotech J 33 538 555 Gilbert R 1990 Evidence for subglacial meltwater origin and late Quaternary lacustrine environment of Bateau Channel eastern Lake Ontario Cnadian Journal of Earth Sciences 27 939 945 Gilbert R Shaw J 1992 Glacial and early postglacial lacustrine environment of a portion of northeastern Lake Ontario Canadian Journal of Earth Sciences 29 63 75 Girard F 2001 Architecture et hydrostratigraphie d un complexe morainique et deltaique dans la r gion de Saint Raymond de Portneuf Qu bec M moire de maitrise non publi e Universit du Qu bec INRS G oressources Gleeson CF Cormier R 1971 Evaluation by geochemistry of geophysical anomalies and 194 geological targets using overburden sampling at depth Dans Geochemical Exploration Edit par RW Boyle JI McGerrigle Canadian Institute of Mining and Metallurgy Third International Geochemical Exploration Symposium Toronto Special Volume 11 pp 159 165 Globensky Y 1982 R gion de Lachute Minist re de l nergie et des Ressources Qu bec RG 200 Globensky Y 1987 G ologie des Basses Terres du Saint Lauren
101. H Thorleifson diteurs Geological models for groundwater flow modeling r sum d atelier 3516me r union annuelle Geological Society of America North Central Section Illinois 22 avril 2001 ISGS Open File Series 2001 1 34 37 Russell HAJ Brennand TA Logan C Sharpe DR 1998 Standardization and assessment 208 of geological descriptions from water well records Greater Toronto and Oak Ridge Moraine areas southern Ontario Dans Current Research 1998 E Geological Survey of Canada pp 89 102 Savard MM Nastev M Lefebvre R Martel R Fagnan N Bourque E Cloutier V Lauzi re K G linas P Kirkwood D Lapcevic P Karanta G Hamel A Bolduc AM Ross M Parent M Lemieux JM Boisvert E Salad Hersi O Lavoie D Girard F Novakowski K Therrien R Etienne M Fortier R 2000 Regional hydrogeology of fractured rock aquifers in Southwestern Quebec St Lawrence Lowlands Dans 53 Canadian Geotechnical Conf 1 Joint LAH CNC and GSC Groundwater Specialty Conf Proc pp 247 253 Savard MM Nastev M Paradis M Lefebvre R Martel R Cloutier V Murat V Bourque E Ross M Lauzi re K Parent M Hamel A Lemieux J M Therrien R Kirkwood D G linas P sous presse Partie I Hydrogeologie r gionale du syst me aquif re Dans Caract risation hydrog ologique int gr e et r gionale du syst me aquif re fractur du sud ouest du Qu bec CGC Bulletin 587 pp 1 42 Scheibe TD Freyberg DL 1995 Use of sedimentological information fo
102. ISTE DES FIGURES Figure 1 1 Localisation de la r gion a l tude avec un modele num rique de terrain MINT em trame d TOM WEE 4 Figure 1 2 Exemple d une coupe 22 m pres de Lachute montrant la sequence quaternaire g n ralement rencontr e dans la r gion l tude et reposant dans ce cas ci sur les dolomies du Groupe de Beekmantown Noter la pr sence d une vall e enfouie sur le c t gauche de la photo 9 Figure 1 3 L objectif global de la th se consiste a d velopper et tester une proc dure complete alliant analyse g ologique la construction d un mod le 3D et son utilisation en yaris 15 Figure 1 4 G ologie du substratum rocheux modifi e de Rocher et al sous presse 18 Figure 1 5 Principaux l ments physiographiques de la r gion l tude et les localit s mentionn es e EE a ek anan a wae ca 19 Figure 1 6 Cadre stratigraphique et corr lation des unit s quaternaires de la vall e sup rieure du Saint Laurent d apr s les auteurs 1 65 22 Figure 1 7 a Un mod le surfacique g ologique en 3D MSG est constitu de surfaces interconnect es repr sentant l architecture stratigraphique d une r gion b La repr sentation topologique en r gion 3D du MSG ou mod le fronti re Boundary representation b rep Une surface fermant les bordures du MSG bounding box est n cessaire pour obtenir cette repr sentation et Deux exemples de discr tisati
103. Minerals and Groundwater Edit par GD Garland Ontario Geological Survey Special Volume 3 pp 704 715 Hugues T 1992 Abrupt climatic change related to unstable ice sheet dynamics toward a new paradigm Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology Global and Planetary Change Section 97 203 234 Iverson NR Hanson B Hooke R Le B Jansson P 1995 Flow mechanism of glaciers on soft beds Science 267 80 81 Jessel M 2001 Three dimensional geological modelling of potential field data Computers amp Geosciences 27 455 465 Jones NL Budge TJ Lemon AM Zundel AK 2002 Generating MODFLOW grids from boundary representation solid models Groundwater 40 2 194 200 Jopling AV McDonald BC Editors 1975 Glaciofluvial and Glaciolacustrine Sedimentation Society of Economic Paleontology and Mineralogy Special Publication 23 Jopling AV Walker RG 1968 Morphology and origin of ripple drift cross lamination with examples from the Pleistocene of Massachusetts Journal of Sedimentary Petrology 38 971 984 Kalinski RJ Kelly WE Bogardi I Ehrman RL Yamamoto PD 1994 Correlation between DRASTIC vulnerabilities and incidents of VOC contamination of municipal wells in Nebraska Groundwater 32 1 31 34 Karrow PF 1989 G ologie de la sous r gion des Grands Lacs Dans Le Quaternaire du 197 Canada et du Groenland Edit par RJ Fulton Commission g ologique du Canada G ologie du Canada vol 1 pp 348 374 Karrow PF Dreimani
104. P Ostracodes densim trie comptage Guilbault 1 3 1 3 Compilation et traitement des donn es L analyse de la stratigraphie de la pal og ographie et des contextes hydrog ologiques d un bassin quaternaire n cessite l assemblage et le traitement d un grand nombre de donn es L inventaire des donn es g oscientifiques disponibles a t effectu de fa on intensive d s le d but du projet et s est poursuivi par la suite afin d int grer les nouvelles donn es Ces informations ont t compil es pour la plupart dans deux bases de donn es d velopp es par la Commission g ologique du Canada CGC l une pour le projet CartNat et l autre pour le projet AFSOQ La premi re a t d velopp e sur Field Log un logiciel maison de la CGC et comprend les nouvelles donn es collig es au cours de la campagne de cartographie La deuxi me a t d velopp e sur Access Microsoft et sa structure relationnelle est similaire celle qui avait t d velopp e pour le projet de 31 cartographie hydrog ologique du pi mont laurentien Boisvert et Michaud 1998 Deux cat gories de donn es y ont t int gr es les nouvelles donn es provenant des travaux effectu s dans le cadre du projet AFSOQ et les donn es de forages archiv es Les nouvelles donn es pertinentes ce projet de recherche comprennent les descriptions des coupes des forages des chantillons de s diments ainsi que les r sultats des analyses effectu
105. P Lefebvre R Martel R 2004 Hydraulic properties and scale effects investigation in regional rock aquifers Hydrogeology Journal 12 257 269 Nastev M Savard MM Lapcevic P Paradis D Lefebvre R Martel R 2001 Investigation of hydraulic properties of regional fractured rock aquifers 2nd joint TAH CGS groundwater conf 2001 an Earth Odyssey Proc 2 pp 1058 1067 Nastev M Rivera A and Lefebvre R sous presse Numerical simulation of regional flow in sedimentary rock aquifers Hydrogeology Journal National Research Council NRC 1993 Groundwater vulnerability assessment Predicting relative contamination potential under conditions of uncertainty National Academic Press Washington D C North American Commission on Stratigraphic Nomenclature 1983 North American stratigraphic code American association of petroleum geologists Bulletin 67 841 875 Occhietti S 1980 Le Quaternaire de la r gion de Trois Rivi res Shawinigan Qu bec Contribution a la pal og ographie de la vall e moyenne du Saint Laurent et corr lations stratigraphiques Pal o Qu bec no 10 202 Occhietti S 1982 Synthese lithostratigraphique et pal oenvironnements du Quaternaire au Qu bec m ridional Hypothese d un centre d englacement Wisconsinien au Nouveau Quebec G ographie physique et Quaternaire 36 15 49 Occhietti S 1989 G ologie quaternaire de la sous region de la vall e du Saint Laurent et des Appalaches Dans Le Quaternaire du Canada
106. Particularit s rencontr es dans la r gion de Montr al r sultant de l arrachement d cailles de roc par la glaciation Canadian Geotechnical Journal 11 302 306 Dyke AS Prest VK 1987 Late Wisconsinan and Holocene history of the Laurentide ice sheet G ographie physique et Quaternaire 41 2 237 263 Earth Decision Sciences 2001 GOCAD 2 0 user s manual 1564 p Eyles N Eyles CH 1992 Glacial depositional systems Dans RG Walker NP James ds Facies Models Response to sea level change Geological Association of Canada pp 73 100 Eyles N Eyles CH Miall AD 1983 Lithofacies types and vertical profile models an alternative approach to the description and environmental interpretation of glacial diamict and diamictite sequences Sedimentology 30 393 410 Fagnan N Bourque E Michaud Y Lefebvre R Boisvert E Parent M Martel R 1999 Hydrog ologie des complexes deltaiques sur la marge nord de la mer de Champlain Qu bec Hydrog ologie 4 9 22 Filion L 1987 Holocene development of parabolic dunes in the central St Lawrence Lowland Qu bec Quaternary Research 28 196 209 192 Fleming AH 1998a Using glacial terrain models to define hydrogeologic settings in heterogeneous depositional systems Dans Fraser GS Matthew DJ ds Hydrogeologic models of sedimentary aquifers SEPM Society for Sedimentary Geology 25 46 Fleming AH 1998b Using glacial terrain models to characterize aquifer system structure hete
107. RES Diamicton matrice sablo silteuse silto argileuse mis en place directement par le glacier De couleur gris olive sur le bouclier gris moyen ou brun tre sur la plate forme pal ozo que Le remaniement par les vagues et les courants peut tre localement important sous la limite marine mais est surtout tr s superficiel de l ordre de 50 cm et moins Par contre la surface d lav e est souvent caract ris e par des concentrations de blocs m triques La teneur en cailloux cristallins pr cambriens varie de 100 sur le bouclier moins de 10 sur la plate forme pal ozo que Sur la plate forme la matrice du till peut tre carbonat e selon la nature du substratum travers Till remani diamicton dont la portion superficielle a t remani e par les vagues et les courants sous la limite maximum de la Mer de Champlain Parfois fossilif re et comprenant des niveaux stratifi s sablo graveleux Till remani en couverture discontinue diamicton comprenant principalement des faci s d ablation remani s par les vagues et courants sous la limite maximum de la Mer de Champlain Moins de 1 m d paisseur la surface est g n ralement ponctu e d affleurements rocheux et la structure du roc sous jacent transparait sur les photographies a riennes Till en couverture g n ralement continue diamicton comprenant des faci s de fond et d ablation paisseur sup rieure 1 m en surface cette unit est pr sente principalem
108. RR EN Oo PE ERO 163 4 8 2 1 Geologic model discretization and data processing 164 4 8 3 Results and discussion c as ds 165 4 8 4 E EE 170 405 Emel eke 170 TROISI ME PARTIE CONCLUSIONS 173 175 CONCLUSIONS 175 5 1 Conclusions g n rales 0 0 90959555550000099999995556 175 5 1 1 La mod lisation g ologique 6810 816 175 5 1 2 La stratigraphie des formations quaternaires 176 5 1 3 Contextes hydrog ologiques 178 5 1 4 Evaluation de la Vuh rabilt s ane ai Mana 179 5 2 Travaux futurs et perspectives 180 5 2 1 Le Quaternaire de la vall e sup rieure du Saint Laurent 180 5 2 2 Champs d applications anciana ns es 181 LISTE DES R F RENCES aa 185 QUATRIEME PARTIE LES 6 213 APPENDICE a 215 RESULTATS DES ANALYSES GEOCHIMIQUES DES SEDIMENTS QUATERNATRES E 215 APPENDICE E 231 R SULTATS DES ANALYSES GEOCHRONOLOGIQUKS 231 APPENDICE Caida 239 AUTRES LEVES SISMIQUES LEVES DE GEORADAR ET DIAGRAPHIES 239 APFPENDICE D Az Ne 255 L
109. Universit du Qu bec INRS Eau Terre amp Environnement STRATIGRAPHIE ET ARCHITECTURE DES FORMATIONS QUATERNAIRES AU NORD OUEST DE MONTREAL APPLICATIONS EN HYDROGEOLOGIE REGIONALE Par MARTIN ROSS These pr sent e pour l obtention du grade de Philosophiae doctor Ph D en Sciences de la Terre Jury d valuation Pr sident du jury et examinateur interne Dr Alfonso Rivera Commission g ologique du Canada 490 rue de la Couronne Qu bec Qc GIK 9A9 Examinateur externe Dr Richard C Berg Illinois State Geological Survey 615 E Peabody Champaign Illinois USA 61820 Examinateur externe Dr Michel Lamothe Universit du Qu bec Montr al D partement des Sciences de la Terre et de l atmosph re CP 8880 Succ Centre Ville Montr al Qc H3C 3P8 Directeur de recherche Dr Michel Parent Commission g ologique du Canada 490 rue de la Couronne Qu bec Qc GIK 9A9 Codirecteur de recherche Dr Richard Martel INRS Eau Terre amp Environnement 490 rue de la Couronne Qu bec Qc GIK 9A9 Codirecteur de recherche Dr Ren Lefebvre INRS Eau Terre amp Environnement 490 rue de la Couronne Qu bec Qc GIK 9A9 droits r serv s de Martin Ross 2004 iii R SUM La g ologie quaternaire des basses Laurentides a t peu tudi e au cours des 20 derni res ann es et la connaissance de la sous surface est demeur e sch matique En outre la pression sur le milieu physique a augment au cours de cette
110. Xx 83 un su ay wi y ll np OJOWNN wdd wdd wdd wdd wdd wdd wdd anun Ib dd Obla ELE SO 64N 06 2 98 qu 28 8 anbifjeue 95584 44 93 el so aN 12 qu 1 INVLS3 juawal3 wdd yesjsnos quio d anbijAjeue oue q 39 39 3 8 5 1 198 52 39 qu uoneiqgieo ap spJepuejs s l u ssed p sagubijnos singe sonbe way Z0 unf 2Z 93S WaJ 97e ZOd 6A SiFe21 esfeuy S U201 61 SuOliuBUS dAL Jnexn y uonesedaid mod 2811 20 VOLL ZO 21107210q8 WNN 1195502 y odde y 50 UIE W 9 0 4 R WNIGOIN SW dol JUS NP WON yl9Z yS9 suoneled l i S21I0 210qE s p 93 98 414 SUMNI 9403540 5 89351 SJUSUIZ D SOIN P 19 SIIBY 89 L SI ON T MOA S SATEUE Ss nny 889 1 81 226 1 8 SIN dO1 59 we 892 56 vob 82 169 ECH 599 79 Z8L1 Z0 91 66 E Or 682 Ty 05 JEE 98 295 9202 18 50 50 10 ore es roe 921 Fo 201 G i 05 128 08 50 ylOFVld 10 v z Or 6 5 96 287 08 085 691 669 0926 6 11 20 ELOISE LO E 197 6 v ISL 0 9 ce vc 8211 Z0 10 lee 25 0 6 LEL 199 968 922 126 1025 12 201 9 10FVld 10 oe Jr coe cl ws 9 SL 4L EL 9 11 20 qLLOFVId LO 296 ss vet 961 199 OL L 86 2 807 059 Yi 6 50 SL LOFV
111. a consistency R Perron personal communication 2000 The HIS database has been updated periodically Newly acquired data and boreholes from other sources were added such as recent geotechnical boreholes from private firms and 417 well locations were verified in the field Data for a total of 5148 boreholes were compiled for the study area Since the subsurface data are of variable reliability they were assigned a weighting factor using a step by step data management approach which include data documentation and quality control procedures The criteria are listed in Table 3 1 Database quality control was initiated using MapInfo 5 0 MapInfo to identify potentially anomalous data Since the automatic factor attribution is only a preliminary step no data were deleted during this procedure it was used to flag potentially anomalous data The archival surface elevation of each borehole was then compared to a Digital Elevation Model DEM Where differences of 10 m or more were encountered the record was assigned a reliability factor of 2 Table 3 1 Boreholes located over lakes away from shorelines were assigned a factor of 1 and those located more than 500 m away from any human infrastructure such as a building or road were assigned a factor of 2 Other validation steps were needed after this initial quality control procedure see below Building cross sections before considering acceptance rejection of these data 112 Table 3 1 Borehol
112. aire pr existante et laissant des s diments perm ables en contact avec l aquif re rocheux sous jacent sur au moins 10 du mod le Des pandages sous aquatiques ont aussi t mis en place dans le Lac Candona et la s dimentation proglaciaire distale s est par la suite effectu e un rythme rapide dans les premi res phases de la Mer de Champlain La couverture argileuse qui en a r sult recouvre l aquif re rocheux sur 60 du mod le Cet aquif re est semi confin par le till sur environ 35 du mod le et le reste soit environ 5 est en condition de nappe libre La proc dure d velopp e afin d utiliser les r sultats de cette analyse pour valuer la vuln rabilit de l aquif re rocheux la contamination est la suivante des propri t s e g infiltration porosit sont int gr es une grille 3D cr e partir du mod le g ologique puis cette grille sert estimer le temps de parcours advectif vertical d un contaminant entre la surface et l aquif re rocheux Les r sultats sont ensuite interpr t s comme une mesure de la vuln rabilit intrins que la contamination de surface Diff rentes cartes de vuln rabilit ont t produites en faisant varier les param tres hydrog ologiques La carte bas e sur les param tres moyens est tr s coh rente avec les contextes hydrog ologiques et les donn es hydrog ochimiques disponibles Martin Ross tudiant Michel Parent directeur de recherche M REM
113. al model were increased where these permeable sediments were expected to be present according to the preliminary GFM Nastev ez al in press a Finally it is important to note that a GFM can definitely be a useful tool to assess the areal distribution of recharge rates by providing detailed information such as the subsurface distribution of low permeability layers overlying the aquifer To create such a map the needed parameters are added to and calculations are applied on stratigraphic grids cf Fig 3 6 using script commands 136 3 6 DISCUSSION 3 6 1 Data quality control correlation and interpolation On a regional scale the main limitations for building a GFM are data quality quantity and spatial distribution Quality control procedures are essential in order to recognize potential errors For example georeferencing quality control of Ontario s Canada water well database revealed that 27 percent of the records were suspected of having georeferencing errors Kenny ef al 1997 Russell et al 1998 highlighted the limitations of integrating water well descriptions into geological or hydrogeological investigations and they recommended that the use of water well records should be only supplemental Unfortunately integrating less reliable data is a necessity especially in regional scale investigations where the high cost of acquiring new subsurface data is a major issue In this study water well records were found useful bu
114. anciennes Lb S diments littoraux et d exondation Lac Lampsilis S diments littoraux et Mb d exondation Mer de Champlain Ma S diments fins d eau profonde Mer de Champlain Cm Complexe Rivi re du Nord s diments fluvioglaciaires et s ds marins remani s Gs Gx Sediments fluvioglaciaires 2 Till non diff renci Hom Formations superficielles non differenciees NES Substratum rocheux non diff renci Forage localisation seulement Groupe de forages quantit de forages chelle horizontale 1 100 000 Exag ration verticale 20x kilom tres 2 5 0 2 5 5 Leen Coupe N Ruisseau Williams 200m Autoroute 50 Rivi re du Nord 150m Route 148 Riviere Saint Pierre Bale de Saint Placide SR IL 100m 50m Om 15 km 20 km 0 km 5 km 10 km Coupe O 200m Rivi re du Nord 150 Autoroute 50 Rivi re Saint Pierre Route 148 L 100m EL Om 5 50 m 0 km 5 km 10 km 15 km 20 km 291 L GENDE Mg S diments remani s par glissement de terrain O S diments organiques E S diments oliens Ap Alluvions actuelles At Alluvions de terrasses fluviales Alluvions des terrasses anciennes S diments littoraux et d exondation Lac Lampsilis S diments littoraux et d exondation Mer de Champlain Ma S diments fins d ea
115. and misinterpreted as bedrock The lithologic log confirms that at least 36 m of till underlie Champlain Sea sediments in the Saint Benoit buried valley Other GSC borehole data within the valley but away from the seismic profile also indicate a thick till sheet A Distance m 60 0 250 500 1000 1250 1500 1750 40 20 Elevation as m B Lu 40 20 g Sa X 8 20 OL a ET ak SS Soka Till Sao E SA O 40 os SUCK 2 an eee sandstone Argenteuil Ti Till NS Covey Hil Pr Potsdam r Hill Fm Potsdam Gr Se ed sediments Stratifi ed 2575 R ES Figure 2 9 Line 2 a Seismic reflection section recorded along C re Rouge road and b interpreted section Tvvo vvay travel times have been converted to depth and are displayed as elevations Schematic representation of a GSC archival borehole log located close to this seismic line has been superimposed on the interpreted profile Note the apparent discrepancy between the borehole log and seismic data due to the imprecise borehole location and or large boulder misinterpreted as bedrock 2 4 4 Pointe au Sable section A rare exposure showing thick stratified sand below laminated silt and clay occurs in a sand pit near the north shore of the Ottawa River Fig 2 3 The detailed stratigraphic log shown in Figure 2 10 was supplemented by detailed sedimentological and micropaleontological anal
116. ans le Lac Candona et par un remplissage rapide des vall es dans les premieres phases de la Mer de Champlain 2 1 INTRODUCTION The Quaternary geology of the St Lawrence Valley has been the object of several reports over the last decades e g MacClintock and Stewart 1965 Gadd 1971 Prest and Hode Keyser 1962 1977 Occhietti 1980 1982 1989 Prichonnet ef al 1987 Parent and Occhietti 1988 Lamothe 1987 1989 Lamothe er al 1992 However it is apparent from these reports that the Montreal region Fig 2 1 has received little attention during the last twenty years and that except for the Pointe Fortune sequence Veillette and Nixon 1984 Anderson ez al 1990 its stratigraphic record has been seldom used in regional correlations One of the reasons is that the tills of Montreal Island have been characterized mainly on the basis of their engineering properties rather than on the basis of their age provenance or fabric Prest and Hode Keyser 1962 1977 As a result these tills are difficult to correlate with known ice flow phases or events hence their 62 paleogeographic implications cannot be readily discussed nor firmly established Moreover Quaternary successions later reported in the vicinity of Montreal sometimes include a single Wisconsinan till L vesque 1982 Veillette and Nixon 1984 and other times two Wisconsinan tills Prichonnet er al 1987 Fig 17 Differing and apparently contradictory ice flow se
117. ar that this 101 freshwater lake extended into the Ottawa and upper St Lawrence valleys Evidence presented in this paper helps to constrain the extension of this glacial lake east of Ottawa and north of the Ottawa River As initially suggested by Rodrigues 1992 many of the formely interpreted proximal glaciomarine outwash fans along the Ottawa River e g Burbidge and Rust 1988 Sharpe 1987 1988 should be glaciolacustrine in origin However not all sand and gravel deposits along the Ottawa River are glaciolacustrine in origin Some of these features consist of coarse glaciofluvial sediments which were in fact extensively reworked and redeposited by the ancestral Ottawa River Bolduc and Ross 2000 ZT CONCLUSION Quaternary successions in buried valleys of the Plain northwest of Montreal contain evidence of pre Late Wisconsinan non glacial sedimentation SJL sediments glaciolacustrine deposition prior to a major ice advance and two till sheets Argenteuil Till and Oka Till with contrasting characteristics which provide a clear record of the last two major ice flow phases that occurred in this region Both till sheets are assigned a Late Wisconsinan age The oldest phase was toward the south but much of its record was obliterated by a subsequent and major southwestward flow phase The latter was in turn followed by a short lived late glacial southeastward flow phase This late glacial reorientation is more apparent southwest o
118. arch Geological Survey of Canada The Canadian geomorphological research group Open File 3731 pp 31 55 Pullan SE HA MacAulay 1987 An in hole shotgun source for engineering seismic surveys Geophysics 52 985 996 Ragan D 1985 Structural geology an introduction to geometrical techniques Third Edition John Wiley and Sons New York Raper J ed 1989 Three dimensional applications in geographical information systems Taylor and Francis London Raper J 2000 Multidimensional geographic information science Taylor amp Francis London New York Rayburn JA Knuepfer PLK Franzi DA 2003 Why a higher resolution Champlain Sea age determination is needed for meltwater flood discharge routing models Dans 2003 CANQUA CGRG Program and Abstracts June 8 12 2003 Halifax p A94 Renard P Courrioux G 1994 Three dimensional geometric modeling of a faulted domain the Soulz horst example Alsace France Computer Geosciences 20 9 1379 1390 Richard PJH Occhietti S 2004 D glaciation et invasion marine champlainienne au Mont Saint Hilaire Qu bec nouvelles donn es chronologiques et implications pal og ographiques Dans AQQUA CGRG Programme et r sum 14 16 mai 2004 p 2 Richard SH 1975 Surficial geology mapping Ottawa Valley Lowlands Parts of 31 G B F Dans Current Research Part B Paper 75 1 Geological Survey of Canada pp 113 117 Richard SH 1978 Surficial geology Lachute Montebello area Quebec Dans C
119. atigraphic record was known only schematically Therefore new data on the nature and extent of buried units were needed to determine their origin stratigraphic placement and paleogeographic significance The likelihood of finding unknown buried till sheets and other remnant sediment bodies suggested that careful subsurface investigations e g seismic reflection drilling combined with new surface data would provide new insights on regional glacial and deglacial events Indeed filling this knowledge gap is considered a key although challenging aspect in the development of a well constrained stratigraphic framework and paleogeographic model 63 This paper reports on an investigation of these buried valleys as well as of a few surface sections and landform assemblages and discusses implications for the regional Quaternary stratigraphy and paleogeography More specifically the objectives of this paper are 1 to develop a regional Quaternary stratigraphic framework with emphasis on till units and possible correlations with known ice flow events 2 to reconstruct the glacial dynamics of the upper St Lawrence Valley by reinvestigating the published ice flow features together with regional landform assemblages and 3 to document deglacial events at the Lake Candona Champlain Sea transition This paper also brings new insights into the stratigraphic architecture of Quaternary units which have been integrated in a computer based regional 3D mode
120. avard Dr Daniel Lebel Dr Richard Martel Dr Miroslav Nastev and ric Boisvert for helpful discussions and Kathleen Lauzi re for valuable advice in database management Genevi ve Delage Jos e Thibodeau and Luc Mass provided technical help Dr Alfonso Rivera and two reviewers Dr Koen Verbruggen and an anonymous reviewer critically read the manuscript and contributed much to its improvement This paper is Geological Survey of Canada contribution 2003079 L INRS ne d tient pas les droits pour diffuser cette version de l article Vous pouvez le consulter l adresse suivante Ross M Martel R Lefebvre R Parent M et Savard M M 2004 Assessing rock aquifer vulnerability using downward advective times from a 3D model of surficial geology a case study from the St Lawrence lowlands Canada Geofisica Internacional 43 4 591 602 http www igeofcu unam mx divulgacion geofinter 2004 04 Ross pdf TROISIEME PARTIE CONCLUSIONS CHAPITRE 5 CONCLUSIONS 5 1 CONCLUSIONS G N RALES Cette recherche a t entreprise afin 1 de d finir la nature l origine et l architecture stratigraphique des unit s quaternaires sur un territoire de 1400 km au nord ouest de Montr al et d ainsi permettre 2 une repr sentation tridimensionnelle des formations quaternaires et 3 d utiliser ce mod le des fins de caract risation hydrog ologique r gionale plus sp cifiquement pour l analyse hydrostratigraphique et pou
121. b Corbeil 1984 Delage 1997 Lors du retrait glaciaire le Lac Candona s est tendu sur une partie des basses terres du Saint Laurent avant l invasion marine Anderson 1985 Parent et Occhietti 1988 1999 Naldrett 1988 Rodrigues 1992 A un moment donn le Lac Candona aurait m me t contigu avec le Lac glaciaire Iroquois dans le bassin du lac Ontario Clark et Karrow 1984 Pair et Rodrigues 1993 La transgression de la Mer de Champlain a sans doute t instantan e lorsque le recul du front glaciaire a d gag la barri re pres de Qu bec Les 23 renseignements pal o cologiques revelent que la Mer de Champlain a connu jusqu a cing phases volutives Rodrigues et Richard 1986 Rodrigues 1992 Guilbault 1993 Cronin 1976 1988 Harrington et Occhietti 1988 Cette mer picontinentale aurait dur de 11 5 12 ka a 9 5 ka BP Rodrigues 1992 Parent et Occhietti 1988 1999 Toutefois les plus r centes tudes sugg rent plut t un ge de 11 1 ka BP pour le d but de l invasion marine Richard et Occhietti 2004 et ce en raison du vieillissement apparent des ges C des faunes de la Mer de Champlain Au d but de l Holoc ne vers 10 ka BP les eaux de fonte en provenance des Grands Lacs proglaciaires ont pu se d verser dans la Mer de Champlain en r gression dans la vall e de l Outaouais Prest 1970 Le drainage des lacs Barlow Ojibway via la rivi re des Outaouais s est effectu entre 10 1 et 8 ka BP
122. bilit sont un outil de communication entre les experts et le public permettant une certaine sensibilisation en mati re de protection des eaux souterraines Toutefois ces cartes ne sont pas des produits tr s pr cis et objectifs Les r sultats sont typiquement caract ris s par un degr d incertitude lev qui n est pas facile valuer Il est donc tr s important que les preneurs de d cisions deviennent des utilisateurs inform s des limitations des cartes de vuln rabilit NRC 1993 Le r le de l expert ne devrait donc pas s arr ter une fois que la carte est compl t e si l on veut que ce type de produit soit bien utilis 1 4 SYNTHESE DE LA CONTRIBUTION DE L AUTEUR 1 4 1 Contribution de l auteur par rapport aux co auteurs des articles Le Chapitre 2 est un article soumettre au Journal Canadien des Sciences de la Terre par M Ross M Parent B Benjumea et J Hunter Cet article pr sente les principaux r sultats et interpr tations sur la stratigraphie et la pal og ographie En tant que premier auteur M Ross tait responsable de l laboration de la strat gie de recherche de la s lection des sites tudi s de la collecte des donn es stratigraphiques et s dimentologiques et des chantillons du choix des analyses en laboratoire et de certaines pr parations et mesures en laboratoire notamment le tamisage et les comptages p trographiques ainsi que de l interpr tation des r sultats de la pr paration d
123. bj Merged grid apply script properties info none region Gl script Porosity trand 0 25 0 35 0 45 file name None gocad on GObj Merged grid apply_script properties_info none region Ma script Porosity trand 0 35 0 45 0 55 file name None gocad on GObj Merged grid apply_script properties_info none region Ma script if thk_K gt 1 q trand 1 0e 010 1 0e 009 1 0e 008 dh thk K else q trand 1 58e 009 3 00e 009 4 76e 009 file name None gocad on GObj Merged grid apply script properties info none region Unconfined_aquifer script q trand 3 17e 009 6 00e 009 9 51e 009 gocad on GObj Merged grid apply script properties info none region everywhere script nth_k thk_K Porosity gocad on GridObj Merged_grid sum_property property_name nth_k new_property_name Sum_nth_k new_property_class nth_k axis W direction normal region_name everywhere gocad on VerticalPropertyClient Merged grid vertically from property region Roc confined nevv property name q from Merged grid from region Ma property q gocad on GObj Merged grid apply script properties info none region Roc script 1 1 DAT Sum nth k q 31536000 print gt DAT1 DAT file name None 267 100000 ans Figure D 4 Exemple de r sultats DAT sur la couche Roc APPENDICE E COMPTE RENDU DE CONFERENCES 270 L Appendice E pr sente le compte rendu de conf rences suivant Ross M Martel R Parent M Lefebvre R Savard MM 2004 Ass
124. c During this episode as recorded by deposition of Oka Till as well as by many landforms the Ontario lobe was in a general state of fast southwestward ice flow ice stream mode and its catchment area migrated toward the northeast along the St Lawrence Valley and into the study area Fig 2 13c Ice flow remained regionally toward the southwest almost until deglaciation as suggested by the development of subglacial meltwater features such as tunnel valleys and eskers Ice stream activity was apparently shut down and replaced by southward ice flow The termination of the ice stream flow mode has presumably been triggered by a change in subglacial conditions as the ice margin retreated from the Ontario Basin At that point the ice margin must have been well anchored with sticky spots on the Frontenac arch cf Fig 2 11 and subglacial conditions no longer favored fast southwestward flow in the upper St Lawrence Valley The reduction of sliding velocities caused re equilibration of the ice sheet surface profile and hence a brief return to conditions of southward ice flow Fig 2 13d This late glacial phase is especially apparent from landforms and striae southwest of the study area where such features clearly crosscut the older southwest trending features Fig 2 11 and 2 12 b Normal mode Early stage 4 Early stage 2 Deposition of glaciolacustrine seds Argenteuil Till cf Fig 5 Argenteuil Till sequence cf Fi
125. c d autres tills de m me qu des phases d coulement glaciaire Au nord ouest de Montr al un seul till a t d crit et il est attribu au VVisconsinien L vesque 1982 Veillette et Nixon 1984 L vesque 1982 a d ailleurs conclu que ce till devait avoir enregistr toutes les phases d coulement connues et que celles ci t moignaient des changements dans la dynamique glaciaire au moins depuis le dernier maximum glaciaire jusqu la d glaciation finale D autre part les marques d rosion glaciaire et les formes de terrain t moignent d une dynamique assez complexe au cours du dernier cycle glaciaire en particulier au Wisconsinien sup rieur e g Prichonnet 1977 Gadd 1980a L vesque 1982 Corbeil 1984 Delage 1997 Diff rents mod les ont t propos s e g Prichonnet 1977 Clark et Karrow 1983 Gadd 1987 1988 Prichonnet et al 1987 Delage 1997 mais aucun permet d expliquer de fa on satisfaisante l ensemble des observations De plus la compr hension des m canismes contr lant la dynamique des inlandsis a grandement volu e depuis ces travaux en particulier ceux concernant les courants glaciaires e g Alley et al 1986 Bentley 1987 Alley 1991 Clark 1995 Iverson et al 1995 Certaines donn es auparavant consid r es anormales cf Denny 1974 Clark et Karrow 1983 pourraient mieux s expliquer dans un contexte de courant glaciaire Enfin tr s peu de donn es existent concernant la transition Lac Candona M
126. cation du fond de carte num rique Ressources naturelles Canada 5 029 000 mN 5 029 000 mN _528 000 mE 597 000 m E 5079000mN 5 079 000 m N Carte de la distribution et de M Epaisseur paisseur du till 50 45 40 35 30 Courbe d gale paisseur m 25 Equidistance de 10m 20 15 10 5 22 Non disponible Echelle 1 200 000 kilom tres 5 0 5 Projection transverse universelle de Mercator Syst me de r f rence g od sique nord americain 1983 Zone 18 d de carte num rique G omatique Canada ond de omatiqu Modification du fond de carte num rique Ressources naturelles Canada 5 029 000 m N 5 029 000 mN 528 000 m E 597 000 mE 528 000 mE 5079000mN 5 029 000 mN E ENBE Carte de la distribution et de l paisseur M Epaisseur des s diments fluvioglaciaires NI 50 45 40 35 30 Courbe d gale paisseur m pos 25 quidistance de 10m 20 15 10 5 Riv du Nord chelle 1 200 000 kilom tres 5 0 Projection transverse universelle de Mercator 1 7 PE Syst me de r f rence g od sique nord americain Compre nd aussi les s diments Karte marins remani s sous les argiles de carte num rique G omai Canada de la rivi re du Nord ique Fond de matique Modification du fond de carte num rique Ressources naturelles Canada
127. ce suggesting a regional Late Wisconsinan southwestward ice flow phase has been reported almost everywhere in the St Lawrence Valley between Montreal and the Lake 98 Ontario basin Fig 2 11 Several southwest trending striae were reported between Lake Ontario and Montreal e g MacClintock and Stewart 1965 Prest and Hode Keyser 1977 Prichonnet 1977 Gadd 1980 L vesque 1982 Corbeil 1984 Delage 1997 Bolduc and Ross 2001a b anorthosite erratics from Sainte Ad le were found near Cornwall Gadd 1980 and Paleozoic erratics and carbonate rich till over the Frontenac arch were reported by Kettles and Shilts 1987 Other evidence such as clasts of Appalachian provenance e g slates of the Granby Formation were more recently reported in the till forming the southwest trending ridges in the Huntingdon area Delage 1997 and glaciotectonic structures affecting limestone strata and indicating southwestward flow have been reported on Montreal Island Durand and Ballivy 1974 Prichonnet er al 1987 Fig 32 In light of these observations including those of this study the southwestward ice flow phase clearly appears as a regional event which left a widespread landform and sediment record throughout the upper St Lawrence Valley and which obliterated much of the record left by the earlier southward phase However most of the south to southeast ice flow features between Ottawa and Vaudreuil cf Fig 2 11 are assigned to a very late southward
128. cette tape les mat riaux de surface ainsi que les formes de terrain sont r pertori s examin s et interpr t s Leur distribution est d termin e la fois partir des observations de terrain et de l interpr tation des photographies a riennes De plus les coupes g ologiques rencontr es au cours de ces travaux sont localis es d crites et chantillonn es Sur le terrain l architecture des unit s et leurs faci s sont d finis en 26 tenant compte des caract res suivants la composition lithologique la granulom trie relative les structures s dimentaires la couleur la pr sence de mati re organique le contenu en macrofossile les variations laterales les coupures ou discontinuit s dans la sedimentation et le degr d oxydation ou de r duction Deux cartes ont t produites a une chelle de 1 50 000 dans le cadre du projet CartNat Bolduc et Ross 2001a b et ont servi de base aux travaux de cette th se Ces cartes ont fourni de multiples renseignements utiles a la construction d une partie des cadres stratigraphique et hydrostratigraphique et a la reconstitution pal og ographique De plus ces travaux initiaux ont permis d identifier des sites en particulier des coupes g ologiques qui ont fait l objet d une tude plus d taill e par la suite Enfin une analyse des cartes combin e Pexamen des donn es de forage disponibles ont permis d obtenir une premi re valuation des conditions de sous surface
129. coarse fine sand are needed 114 3 3 3 The Geologic Framework Model GFM 3 3 3 1 The choice of the modeling tool GIS are modern powerful tools which allow for spatial analyses and representations of georeferenced data Bonham Carter 2000 These tools have proved their usefulness in hydrogeology over the years but standard multi layered systems are quite limited for modeling visualizing and editing subsurface data and geologic objects and their attributes With these general purpose GIS geologic layers are represented as regular grids or triangulated surfaces which can only be modeled as explicit functions 2 x y The topology and geometry are at best in 2 5D a dimension characterizing non planar surfaces embedded in 3D space and thus cannot integrate all the constraints induced by 3D data sets However in recent years geomodeling systems have been developed with high 3D visualization geometric as well as property modeling capabilities to enable the construction and analysis of 3D geologic models in a way that general purpose GIS and CAD systems simply cannot do e g Mallet 1992 2002 In the perspective of increasing inter operability between databases and these modeling tools e g Breunig 1999 as well as with end process technology these capabilities open a new perspective for hydrogeological applications An exhaustive presentation of the evolution of concepts and description of methods currently used in 3D geologic m
130. d The uppermost part of 109 the fractured rock aquifer was found to be more permeable than rock layers at greater depth Nastev ez al 2001 Confining of the aquifer units is provided by the till and the marine clay which act respectively as regional aquitard and aquiclude Regressive sands commonly overlie marine clay thus forming an upper unconfined aquifer of variable extent Therefore the Quaternary succession largely controls the confining conditions of the regional aquifer as well as its recharge which occurs on topographic highs where bedrock either crops out or is covered by thin discontinuous till More details can be found concerning aquifer properties in Nastev ef al 2001 and in press b hydrogeochemistry in Cloutier ef al 2001 and recharge characteristics in Hamel et al 2001 3 3 METHOD 3 3 1 Data acquisition Considerable field work was conducted between 1999 and 2001 including surficial mapping detailed geologic section analyses stratigraphic drilling ground penetrating radar GPR and shallow seismic reflection surveys Two maps of the Quaternary geology were completed at a scale of 1 50 000 Bolduc and Ross 2001a 2001b the distribution of most of the newly acquired subsurface data used for constructing the model are shown in Fig 3 2 High resolution shallow seismic data acquisition and processing are described by Benjumea ef al 2001 while their preliminary interpretation was presented by Ross
131. d till units were found during field investigations but since the lower till could be observed in only one borehole and traced confidently along a single seismic line it was not possible to represent them separately at a regional scale Ice contact glaciofluvial and proglacial outwash deposits were also combined to form one top surface Fig 3 7b Special attention was given to the discontinuities in the marine clay aquiclude Fig 3 7c Holocene regressive sands were modeled as separate surfaces according to their origin Fig 3 7d with the exception of aeolian deposits which were grouped with their parent sediments Also organic deposits are not included in the model 124 Table 3 2 Distribution of reliability classes for boreholes integrated in the model Reliability Nb of Mean per cross section See Table 3 1 boreholes High 30 1 4 1 9 Good 530 25 6 27 8 Fair 1015 49 50 Low 490 23 7 20 Bad 5 0 24 0 29 2070 Total borehole used Total boreholes 5148 125 Fault related depressions St Therese Esker Oka Hills Rivi re du Nord glaciofluvial complex ifs LEGEND ess Low terrace sand upper aquifer 1 High terrace sands upper aquifer Eg Lacustrine sand upper aquifer Marine sublittoral and littoral sediments upper aquifer Marine silt and clay aquiclude Glaciofluvial sediments aquifer 552 Late Wisconsinan till aquitard Undifferentiated Pleistocene sediments small buri
132. de granite et sy nite stock de Chatham Grenville et de gneiss de la Montagne Tremblante forment des surfaces tr s irr guli res et bossel es partiellement masqu es par des formations quaternaires principalement du till Note Les unit s compos es par exemple Mb Ma sont indiqu es lorsque Fepaisseur de l unit sup rieure est faible par rapport celle de l unit sous jacente ou lorsque la pr sence de l unit sous jacente est importante du point de vue de la g ologie environnementale SYMBOLES Limite g ologique interpr t e Gravi re ou sabli re active abandonn e ES Carri re mine RA z n Zone de remblai ane a Se D 2 CQ Cicatrice de glissement de terrain DH ee Bh teat ES LES sasi Pal ochenal direction d coulement connue inconnue TRA Rebord de ravinement Y 1 Rebord de terrasse fluviale 2 ssaa bee Re Be Rebord de terrasse marine ou lacustre Levees ou barres alluviales Cr teide plage br mon Bid 86 8 a tite BRB n Se a a E a EE oe ans m oo E Gah a TOORED EEN Esker d 6coulement connu gt gt gt gt gt gt gt gt gt gt gt gt gt gt gt gt Moraine mineure Poe SEE 4 Moraine bossel e en surface faible profondeur
133. de s diments quaternaires et sa surface se situe entre 62 et 70 m d altitude En surface les s diments sont constitu s de sables fluviatiles et oliens cf Appendice I Ces derniers forment quelques champs de dunes l ouest de Lachute cette d pression se poursuit sous la rivi re de l Ouest en terrain argileux dont la surface atteint plus de 80 m d altitude La rivi re de l Ouest est 20 encaiss e dans les argiles et plusieurs cicatrices de glissements de terrains sont apparentes le long de son trac Au sud cette vall e enfouie est limit e par une haute plaine de 6 a 12 km de large avec des altitudes entre 60 m et 80 m et atteignant par endroits pr s de 90 m Celle ci est limit e au sud par une terrasse argileuse bien d finie a 60 m et diss qu e de nombreux ruisseaux cf Appendice I Cette haute plaine de till ceintur e de sediments marins est caract ris e en son centre par une topographie ondul e Celle ci est essentiellement contr lee par le modele glaciaire notamment par des formes fusel es NE SO ainsi que par le roc sous jacent cf Appendice I D ailleurs ce dernier affleure a plusieurs endroits sur la haute plaine Deux autres secteurs l un situ dans le triangle form par Saint Benoit Saint Hermas et Saint Placide et l autre 4 Coteau des H tres au sud de Lachute contiennent des zones aux caracteristiques similaires et appartiennent donc la haute plaine A l est dans le secteur de Sainte Th r
134. di es elles pourraient contenir plusieurs l ments essentiels la compr hension g ologique r gionale permettant ainsi d am liorer le cadre stratigraphique pr champlainien et les mod les pal og ographiques associ s Par cons quent cet objectif implique galement un r examen de l ensemble des donn es disponibles dans la vall e sup rieure du Saint Laurent afin de proposer un mod le de la dynamique glaciaire de cette r gion La compr hension des m canismes contr lant la dynamique des inlandsis a grandement volu depuis les derni res tudes effectu es dans cette r gion et il faut donc r examiner l ensemble des donn es dans ce nouveau contexte Un tel effort est n cessaire pour bien comprendre l volution de la r gion 16 au Quaternaire et son impact sur l architecture stratigraphique des unit s pr champlainiennes 2 Construire a l aide d outils informatiques un modele tridimensionnel repr sentant la topographie du roc et l architecture stratigraphique des unit s quaternaires l chelle r gionale Ceci permet de d finir l architecture stratigraphique non pas uniquement de fa on conceptuelle mais en tout point de la zone d tude Ces mod les g or f renc s dits r alistes sont une repr sentation coh rente de la g ologie d une r gion c est dire qu ils respectent la fois les donn es et l interpr tation Cet objectif inclut le d veloppement d une proc dure de contr le
135. diments glaciaires de cette s quence t moignent d une avanc e glaciaire vers le sud Till Argenteuil suivie d un changement brusque de direction d coulement glaciaire 61 vers le sud ouest Till d Oka Les donn es g omorphologiques et de provenance indiquent que le Till d Oka est tr s r pandu dans la zone d tude et qu il a marqu le d veloppement des formes glaciaires De plus l analyse combin e d un Modele num rique de terrain MNT regional et des indicateurs d coulement glaciaire publi s montre clairement une convergence dans les lignes d coulement entre la r gion de Ottawa Montr al Adirondacks et le bassin du Lac Ontario Celles ci sont localement recoup es par des vidences d coulement vers le sud ce qui sugg re que le Lobe Ontario s est coul rapidement vers le sud ouest avant d tre brusquement ralenti permettant une reprise des coulements vers le sud Le courant glaciaire a sans doute d but dans le bassin du Lac Ontario et son aire d alimentation s est tendue vers le nord est jusque dans la r gion de Montr al L coulement vers le sud tait favoris dans la vall e sup rieure du Saint Laurent de m me que pendant la d glaciation du secteur en raison d un m canisme de r quilibrage post courant glaciaire La deglaciation a t caract ris e par la formation de chenaux d eaux de fonte sous glaciaire dans les vall es par la formation de c nes d pandages sous aquatiques d
136. drogeological investigations an example from Oak Ridges Moraine southern Ontario Canada Canadian Geotechnical Journal 40 711 730 Simard G 1977 Carbon 14 and tritium measurements of groundwaters in the Eaton River Basin and in the Mirabel area Quebec Canadian Journal of Earth Sciences 14 2325 2338 Simard G 1978 Hydrog ologie de la r gion de Mirabel Minist re des Richesses Naturelles du Qu bec Service des eaux souterraines 69 pages Slaine DD Pehme PE Hunter JA Pullan SE Greenhouse JP 1990 Mapping overburden stratigraphy at a proposed hazardous waste facility using shallow seismic reflection methods Dans Geotechnical and environmental geophysics Vol II Environmental and groundwater Edit par SH Ward Society of Exploration Geophysicists Tulsa Oklahoma pp 273 280 Soller DR Price SD Kempton JP Berg RC 1999 Three dimensional geologic maps of Quaternary sediments in east central Illinois U S Geological Survey Geologic Investigations Series Map I 2669 3 sheets 1 500 000 Steeples DW 1998 Special issue Shallow seismic reflection section Introduction Geophysics 63 1210 1212 Steeples DW RD Miller 1990 Seismic reflection methods applied to engineering environmental and groundwater problems Dans SH Ward ed Geotechnical and Environmental Geophysics v I Tutorial Society of Exploration Geophysicists Tulsa Oklahoma pp 1 30 Stiff BJ 1999 Mapping surficial sequences in the Green River
137. e ve Riviere Mascouche 2 A Rivi re des Mille les it 0 km 5 km 10 km 15 km 20 km 305 L GENDE Mg S diments remani s par glissement de terrain O S diments organiques E S diments oliens Alluvions actuelles Alluvions de terrasses fluviales Alluvions des terrasses anciennes 18 S diments littoraux et d exondation Lac Lampsilis S diments littoraux et Mb d exondation Mer de Champlain Ma S diments fins d eau profonde Mer de Champlain Cm Complexe Rivi re du Nord s diments fluvioglaciaires et s ds marins remani s Gs Gx Sedimenis fluvioglaciaires 22 Till non differencie Eom Formations superficielles non diff renci es E Substratum rocheux non diff renci Forage localisation seulement Groupe de forages quantit de forages chelle horizontale 1 100 000 Exag ration verticale 20x kilom tres 2 5 0 25 5 Lee ge Coupe GG Ruisseau du Coteau Rivi re de l Achigan 0 km 5 km 10 km Ruisseau La Corne Riviere Mascouche Ruisseau Noir 8918 All 8 0 km 5 km 10 km Autoroute 640 Riviere des Mille les 15 km 20 km Coupe HH 306 L GENDE Mg S diments remani s par glissement de terrain S diments organiques E S diments oliens Alluvions actuelles Alluvions de terrasses fluv
138. e gOcad CHS linel pl Courbe gOcad Diagraphies STB F5 OK1COND xls Excel Donn es OK1DENSITY xls Excel diagraphiques de OK1NatGamma xls Excel deux forages OKIMAGSUSC Excel OKIPWAVE Excel Excel OKITEMPGRAD Excel CHS Fl OK2COND xls Excel OK2DENSITY xls Excel OK2NatGamma xls Excel OK2MAGSUSC Excel OK2PWAVE Excel OK2TEMP Excel OK2TEMPGRAD Excel Analyses Comptages p tro Cpts p tro_till xls Excel Composition lithologique des tills G ochimie AES_MS_Juin2002 xls Excel Donn es Majeur_traces xls Excel g ochimiques Niobium 99 xls Excel Vuln rabilit Cartes DAT determ vs Points gOcad R sultats DAT stats vs Points gOcad DAT stats xls Excel Scripts DAT determ psc Texte Commandes DAT random psc Texte Autres publications 1 Poster Ross6 cdr CorelDravv Affiche D05 pdf Adobe Acrobat CGC 2001 D5 VVkshop3D 2001 doc 1 VVord Resume allonge VVkshop3D 2002 doc 1 VVord Resume allonge VVkshop3D 2004 doc 1 VVord Resume allonge Les fichiers gOcad sont des fichiers ASCII Leur contenu peut donc tre visualis comme un fichier texte APPENDICE G LES COUPES GEOLOGIQUES REGIONALES 284 L Appendice G pr sente les coupes g ologiques ayant servi la construction du mod le 3D Les coupes en fichiers num riques sur le disque compact Appendice F sont positionn es dans l espace 3D To a o E x Figure G 1 Localisation des coupes g ologiques Les coupes Trans1 et Trans2 ne figu
139. e AMS analyses were conducted by Geochron Laboratories and by Beta Analytic Inc cf Appendix B 68 Nord Valley CHS buried valley B langer pit Pointe Fortune Saint Benoit buried valley LA TEN R 1999 001 VU 141 SJL depression Lac des Montreal Deux Montagnes l Figure 2 3 Location of seismic lines boreholes and sections discussed in the text vvith an isopach map of Quaternary sediments as background showing the main buried valleys after Ross ef al 2004c see also Appendices C and H for additionnal data and a color map 2 4 RESULTS AND INTERPRETATION 2 4 1 The stratigraphy of the Chemin des Sources CHS buried valley A subsurface study was carried out along a secondary road Chemin des Sources which crosses a southwest trending buried valley north of the Saint_Andr Hills Fig 2 3 and which passes close to its deepest part The CHS buried valley is characterized at the surface by a low relief clay plain with a discontinuous post Champlain Sea sand cover Although a paleochannel of the ancestral Ottawa River lies above the buried valley its boundaries extend some distance beyond the scarps of those paleoterraces A seismic 69 survey first carried out across the buried valley revealed a large bedrock ridge which had no surface expression Fig 2 4 The thickness of Quaternary units is highly variable over short distances and the cross sectional profile indicates a complex erosional and depo
140. e clay and a standard split spoon sampler for non clayey material in the other boreholes 00 CHS F1 99 148 99 RIV PVC casings were installed in two boreholes to allow for geophysical profiling along the unconsolidated sequence A total of 36 test holes were also bored using a portable drill Pionjar with 26 m of drilling rods and a flow through sampler This was useful to provide clay thickness up to 26 m and to verify the nature of the material directly underlying the clay and or shallow reflectors along the seismic profiles It must be noted however that only part of the boreholes and seismic lines are discussed in this paper cf Appendice C Additional stratigraphic information was retrieved from archival GSC borehole logs St Onge 1979 cf Appendix F and from geotechnical logs cf Appendix F drawn from the provincial database Hydrogeologic Information System HIS www menv gouv qc ca eau souterraines sih index htm The lithofacies coding scheme used in this paper is from Benn and Evans 1998 cf Appendix F Regional ice flow patterns and the sequence of ice flow phases were established on the basis of earlier and newly acquired data such as glacial landforms striations and crosscutting relations as well as by examining a regional Digital Elevation Model DEM The sequence of ice flow phases was also established through correlation with newly discovered stacked till sheets and compositional changes within a single ti
141. e database validation criteria Reliability factor Reliability Criterion Data type Original logs and reports are available 5 High for checking Stratigraphic procedures Samples are available 5700 boreholes and water Original logs and wells described using accepted 4 Good 0 scientific methods well locations have been verified in the field Original logs are not available There 15 Geotechnical 3 Fair no apparent boreholes and water inconsistency with wells nearby reliable data One problem 2 Low anomalous location Water wells or stratigraphic log 1 Bad Multiple problems Water wells The next step was to identify boreholes described using accepted scientific methodology and for which the original documentation was available These documents were compared with their digital equivalent during quality control procedures and corrections were applied when needed After completion these data were assigned a factor of 4 or 5 if samples were available Their distribution is shown in Fig 3 2 All other data were assigned a preliminary value of 3 As can be seen from Fig 3 2 the most reliable data are exceptionally well distributed It is also important to note that 68 of all the boreholes in the database reach bedrock thus offering unusually favorable conditions for constructing a regional GFM of the Quaternary stratigraphy and bedrock topography A standard code was developed Parent et al 2003 to integrate data
142. e des donn es dans le systeme de geomodelisation de la construction du mod le de l analyse des r sultats ainsi que de la pr paration du manuscript et des figures M Parent a d velopp le code d uniformisation des donn es utilis dans ce travail M Parent et R Lefebvre ont agi respectivement a titre de directeur et de co directeur Ils ont donc contribu largement a ce chapitre par leur encadrement et leurs conseils Enfin il est important de mentionner que le modele 3D pr sent dans cet article int gre les donn es de tous les forages effectu s dans le cadre des projets CartNat et AFSOQ Plusieurs personnes ont donc collabor es au choix des sites et Techantillonnage mais l auteur a particip troitement ces travaux A titre d exemple la description et l chantillonnage des s quences quaternaires ont t effectu s en grande partie par l auteur La premi re partie du Chapitre 4 est pr sentement sous presse dans Geofisica Internacional et la deuxi me partie est un extrait d un compte rendu de conf rences cf Appendice E qui vient ajouter certains l ments la recherche pr sent e dans l article Ce chapitre pr sente la proc dure g n rale d valuation de la vuln rabilit de l aquif re rocheux la contamination M Ross tait responsable de la strat gie de recherche du d veloppement de la proc dure et de l analyse des donn es ainsi que de la pr paration des manuscripts et des figures L int grat
143. e le nombre d attributs descriptifs Parent et al 2003 Ce code est une classification additionnelle visant faciliter la comparaison et la corr lation entre des donn es bas es sur diff rents codes tels les codes de lithofaci s versus celui utilis par le SIH du Minist re de Environnement du Qu bec La grande majorit des donn es contenues dans ces bases de donn es en particulier les donn es de forages de m me que d autres donn es donn es topographiques cartes g ologiques etc ont t par la suite transf r es dans le logiciel Microstation Bentley 32 afin de poursuivre les efforts d analyse de bassin Il s agit d un logiciel sp cialis dans le dessin et la conception assist es par ordinateur DAO CAO et offrant la possibilit de travailler dans un environnement tridimensionnel Ce dernier a surtout servi dans ce projet g n rer une surface topographique visualiser les donn es de forages en trois dimensions afin de poursuivre l tape de v rification des donn es et enfin construire une s rie de coupes g ologiques r gionales Toutes les donn es ainsi que les coupes nouvellement cr es ont ensuite t transf r es dans le logiciel de g omod lisation gOcad Earth Decision Sciences Ce logiciel sp cifiquement d velopp pour r pondre aux besoins de la mod lisation g ologique Mallet 2002 a permis de finaliser l analyse tridimensionnelle cf Chapitre 3 Il est d ailleurs rapide
144. e opening of the Champlain Sea with an unusual assemblage dominated by Eoeponidella pulchella cf Fig 2 6 However a glaciomarine origin for the underlying outwash cannot be ruled out with the available data At another borehole site near Sainte Anne des Plaines cf Fig 2 3 several valves and fragments of Candona mixed with a few foraminifers were identified from the base of the clay unit Guilbault unpublished report this may indicate that this site was close to the northern limit of Lake Candona Glaciomarine sediments sometimes several meters thick are mainly concentrated in buried valleys The CHS and perhaps SJL buried valleys were already partly filled by proglacial sediments at 11 1 ka cf Fig 2 4 indicating high sedimentation rates in the early stages of Champlain Sea As mentioned earlier some of the CHS valley fill may be glaciolacustrine in origin 97 2 6 DISCUSSION 2 6 1 Ice flow phases A late Wisconsinan glacial history mainly based on the study of striae and crosscutting relationships was proposed for the Montreal area in which a regional southeastward ice flow is assigned to the LGM and followed by a gradual westward shift during deglaciation Prichonnet 1977 Further evidence in support of this model were later presented Prichonnet 1982 L vesque 1982 LaSalle 1985 Schroeder et al 1986 Prichonnet ef al 1987 The late glacial shift was interpreted to be driven by increasing topographic control du
145. e to ice thinning and the development of large proglacial lakes in the Great Lakes basin This interpretation implies that a late glacial 13 ka BP southwestward ice flow phase took place between Montreal and the Lake Ontario Basin However the event was presented as a minor short lived late glacial reorientation and since the concept was not fully developed most published regional paleogeographic reconstructions of late Wisconsinan events e g Hughes ef al 1985 Dyke and Prest 1987 Karrow and Occhietti 1989 generally do not consider southwestward ice flow to have extended from Lake Ontario up to the Montreal region These models generally consider that most published ice flow features of assumed Late Wisconsinan age Fig 2 11 in the triangle formed by Ottawa Ogdensburg NY and the western tip of Montreal Island are indicative of southward and southeastward ice flow e g Terasmae 1965 Richard 1975 Carl 1978 Gadd 1980 and are younger than those indicative of southwestward ice flow Fig 2 11 Furthermore the lower till identified in the Seaway excavations and other features which record southwestward flow McClintock and Stewart 1965 in this area have been assigned an Early Wisconsinan age McDonald 1971 Prest and Hode Keyser 1977 Clark and Karrow 1983 The only recent model suggesting a major southwestward ice flow phase during the Late Wisconsinan in the upper St Lawrence Valley is the one proposed by Delage 1997 Eviden
146. e used later as geometrical constraints in the 3D model However it is important to note that since gOcad was later chosen as the 3D geomodeling system see above the use of Microstation was abandoned and all data were directly transferred to gOcad from databases and GIS packages via ASCII txt Shape shp or DXF dxf files using built in filters This has reduced software interplay and streamlined the procedure for future projects The last cross sections were directly built in gOcad using interactive tools Vertical 2D working planes surfaces were built and only those data which were located inside the 1 2 km wide zone were set as visible in the 3D camera using a slicer tool Fig 3 4b The boundaries of geologic objects were built on the working planes using curve editing tools Such cross sections can be regarded as a type of intelligent interpolation and extrapolation method Here this method is not only intended to provide interpretational control to the 3D model but also to provide expert constraints on data quality control and correlation A schematic example of the data validation and correlation method is given in Fig 3 5 Correlations were made between reliable data through expert knowledge e g facies models and relationships geologic rules Particular attention was given to data considered anomalous after the automatic validation procedure previously described and corrections were applied to reliability factor
147. ecreases as shown in Fig 3 8 thus forming buried depressions These SW trending deep and narrow buried valleys were successfully modeled thus offering a consistent geomorphology which is very difficult to obtain using approaches that are not knowledge based 127 50 100 200 100 Bedrock elevation meters 50 100 Sediment thickness meters Figure 3 8 Correlation betvveen Quaternary sediment thickness and bedrock elevation N 12 3x 107 p is the correlation coefficient Sediment thickness has a clear tendency to increase where bedrock elevation decreases 3 5 HYDROGEOLOGIC APPLICATIONS As mentioned above an important objective of this work is to provide a common framework capable of accommodating several specific needs In regional hydrogeology these needs vary from detailed visualization and analysis of geologic objects stratigraphic cross sections and a suite of thematic maps ranging from hydrogeologic setting characterization to parameter estimation e g distribution of recharge rates transmissivity etc During the assessment of aquifer vulnerability to contamination complex answers to simple questions such as What is the lithology at the water table may be obtained quickly and efficiently with a GFM Similarly water budget assessments require volume estimations of groundwater stored in different units and this can be generated through a GFM The following sections provide some details and examples
148. ect es Cette approche dans laquelle des coupes g ologiques sont construites a la fois pour valuer la coh rence des donn es et contraindre le mod le g ologique est particuli rement efficace Pourtant elle a t tr s peu tent e auparavant Martin et Frind 1998 et Meriano et Eyles 2003 ont certes utilis s des coupes g ologiques dans leur processus de s lection des donn es de forages mais celles ci n ont pas t construites dans un environnement tridimensionnel et les coupes n ont pas t utilis es comme contraintes dans les tapes subs quentes de construction du mod le G n ralement les coupes g ologiques sont g n r es automatiquement apr s que le mod le 3D ait t construit afin de v rifier son degr de coh rence g ologique e g Herzog et al 2003 Cette recherche apporte galement une contribution au niveau de la compr hension des contextes hydrog ologiques en particulier le r le des formations quaternaires dans l hydrog ologie de la r gion l tude En effet le Chapitre 3 fournit une analyse des contextes hydrog ologiques des formations quaternaires effectu e l aide du mod le 3D Les contextes hydrog ologiques sont g n ralement analys s l aide de blocs diagrammes conceptuels eg Fagnan ef al 1999 Flemming 1998a Un mod le g ologique tridimensionnel apporte une nouvelle perspective et permet de mieux contraindre l analyse des contextes par une repr sentation plus r aliste
149. ed aquifers Undifferentiated bedrock regional aquifer Kilometres 5 5 10 115 Figure 3 7 The 3D geologic framework model cf Appendix F Note that model is incomplete in the Oka Hills It is depicting complex geomorphology and stratigraphic architecture It contains narrow channelized features e g b and most units are highly discontinuous The model covers an area of approximately 1 400 km From a to d the GFM in perspective view e the GFM in top view Vertical exaggeration factor is 15 and the Y axis indicates north 126 Corrections were needed to improve geological realism in areas such as steep terraces or along pinchouts Although the model top view Fig 3 7e closely matches the surficial geology maps of Bolduc and Ross 2001a b it is not identical since the level of map detail is too high and some geologic bodies such as small beaches are too small and numerous to be included in the 3D model For this reason surface borders do not honor exactly geological map contacts Corrections were also needed on a few cross sections and even on the geologic maps since some internal consistency problems were only recognized during 3D modeling Field verifications were carried out to confirm most changes made to geological maps The bedrock surface shows much more relief than the overlying land surface Fig 3 7 Hence the Quaternary deposit thickness tends to increase where bedrock elevation d
150. eleur gOcad Dans ce projet la modelisation g ologique tridimensionnelle a t effectu e a l aide du logiciel gOcad Earth Decision Sciences cf section 1 3 1 3 Ce logiciel a t con u pour la modelisation d objets naturels complexes et par cons quent il integre de nombreuses fonctionnalit s sp cifiques la mod lisation g ologique tridimensionnelle 11 remplit les exigences num r es au Tableau 1 4 et permet de franchir toutes les tapes illustr es la Figure 1 7 Notons qu il est largement utilis dans l industrie p troli re et de plus en plus dans les autres domaines des g osciences Le logiciel gOcad est d velopp sous la direction de Jean Laurent Mallet l Institut National Polytechnique de Lorraine l cole Nationale Sup rieure de G ologie Nancy France Contrairement aux m thodes bas es sur des fonctions polynomiales continues telles que celles utilis es par la plupart des logiciels de DAO CAO l approche d velopp e dans gOcad est bas e sur une discr tisation des objets semblable aux m thodes d l ments finis Le texte qui suit fournit quelques notions th oriques de base sur la mod lisation discr te des objets naturels dans gOcad Les explications proviennent de Mallet 1997 2002 mais elles sont pr sent es ici sous une forme tr s court e et largement simplifi e Pour les aspects plus pratiques le lecteur est invit consulter le manuel d instructions fourni par Earth Decision Sc
151. ent sur le bouclier PR QUATERNAIRE SUBSTRAT ROCHEUX Affleurements rocheux et roc couverture mince inf rieure 1 m de s diments quaternaires au dessus de la limite marine les surfaces rocheuses sont g n ralement recouvertes de minces placages discontinus de till et sont parsem es de blocs plut t pars sous la limite marine les surfaces rocheuses sont g n ralement d lav es de s diments quaternaires Roches intrusives cr tac es ces roches intrusives alkalines sont reli es aux intrusions mont r giennes II s agit de lamprophyres porphyres alnoites carbonatites et okaites ainsi que d alt ration m tasomatique de roches silicat es Cette unit affleure principalement dans les collines d Oka Roches s dimentaires cambro ordoviciennes des Basses Terres du Saint Laurent ces roches de plate forme s dimentaire principalement des gr s Groupe de Potsdam Cambrien et des gr s dolomies calcaires et shales Groupes de Beekmantown et de Chazy Ordovicien sont toutes sises sous la limite marine Les rares affleurements montrent des surfaces planes a faiblement inclin es Roches m tamorphiques et magmatiques pr cambriennes du Bouclier canadien ces roches du Bouclier canadien compos es principalement de calcaire cristallin quarizite et gneiss S rie de Grenville de sy nite granite monzonite diorite et anorthosite Complexe de Morin principalement dans les collines d Oka et de Saint Andr Est
152. ents were applied along surface intersections Further discretization was also applied using advanced gridding tools that allow the construction of curvilinear regular 3D grids which conform to the stratigraphic architecture The 3D regions and grids were used to create sub models for geologic setting visualization to generate continuous units for groundwater flow modeling as well as to calculate unit thickness and volumes The 123 grids were also used in parameter estimations for aquifer vulnerability mapping see below 3 4 RESULTS A compilation of data and their associated reliability factor Table 3 2 shows that only 40 of the database was used for constructing the GFM This does not mean however that 60 of the boreholes are unreliable In fact many consistent data factor 3 were not needed such as in clustered areas where there were sufficient reliable boreholes factor 4 and 5 to construct the GFM The GFM is shown in Fig 3 7 The GFM is made of interlocked surfaces representing the top of bedrock Fig 3 7a and each of the main Quaternary units recognized in the study area Some units are only partly represented in the Oka Hills and in the Laurentian Highlands Fig 3 7e lag deposits less than 1 m thick are generally not included Units older than the regional till are represented together as a single discontinuous top surface Fig 3 7a since data regarding those units were too scarce to allow more details Two superpose
153. eoecology and geochemistry The southwest trending buried valleys contain buried bedrock ridges and overdeepened troughs containing a regionally significant sedimentary record A 78 m thick stratigraphic succession has been continuously drilled and its 2D architecture defined by seismic reflection It consists from base to top of proximal glaciolacustrine sediments two superposed and contrasting till sheets Argenteuil and Oka tills of Article a tre soumis au Journal canadien des sciences de la Terre Paper to be submitted to the Canadian Journal of Earth Sciences 60 inferred Late Wisconsinan age and Champlain Sea sediments The glacial sediments of this sequence record an ice advance toward south Argenteuil Till followed by an abrupt ice flow shift toward the southwest Oka Till Compositional and geomorphic data indicate that Oka Till is ubiquitous in the region and had a strong regional imprint in terms of glacial landform development The analysis of a regional Digital Elevation Model DEM in combination with published ice flow indicators shows convergent flow patterns from the Ottawa Montreal Adirondacks regions toward the Lake Ontario basin These are locally crosscut by southward trending ice flow features thus suggesting that fast southwestward flow within the Ontario Lobe was abruptly shut down and replaced briefly by southward ice flow The ice stream was most likely initiated in the Lake Ontario basin and its catchment
154. eposited in a subaqueous environment such as a prodeltaic depositional setting In that case the elevation of the unit would have little or no implications in terms of relative sea level Nevertheless the SJL sediments are tentatively assigned to the late Sangamonian but further investigations are needed to adequately define the origin age and significance of this unit 2 5 2 The Wisconsinan ice advance and the southward ice flow phase 2 5 2 1 Unnamed glaciolacustrine sediments and Argenteuil Till The proximal glaciolacustrine sediments and overlying Argenteuil Till identified in the CHS valley record a glacial advance across the study area The facies and composition of 88 Argenteuil Till suggest that it was a major ice advance toward the south Fig 2 5a This event may correspond to the onset of stage 2 Late Wisconsinan implying that a glacial lake extended over the study area at that time The glacial lake may be coeval or coalescent with the glacial lake recorded by the Gray Varves and the Saint Maurice Rythmites near Trois Rivi res whose age is known by the IRSL relative depositional dates of 25 and 34 ka 20 Hardy and Lamothe 1997 The Argenteuil Till recording southward ice flow is thus assigned to a period which may have spanned from early stage 2 to the Late Glacial Maximum LGM An alternative interpretation would be to assign an Early Wisconsinan age to the Argenteuil Till cf Fig 2 2 However there is no
155. er de Champlain dans cette r gion rendant tr s approximative la limite entre les syst mes glaciolacustre et glaciomarin dans ce secteur e g Rodrigues 1992 Parent et Occhietti 1999 En somme le cadre stratigraphique pr champlainien et les mod les pal og ographiques de la r gion de Montr al sont incomplets Toutefois plusieurs l ments cl s pourraient se trouver enfouis dans les vall es des basses Laurentides En effet comme l avait remarqu L vesque 1982 la plupart des coupes de cette r gion ne montrent qu une unit de till surmont e par les s diments de la Mer de Champlain mais d autres unit s sont probablement enfouies sous de grandes paisseurs d argile marine dans les depressions et vall es de la r gion Fig 1 2 L existence de ces vall es est connue au moins depuis le d but des ann es 1970 notamment grace au programme de forages r alis dans le cadre des travaux de localisation du futur a roport Mirabel Kugler Gagnon 1974 St Onge 1979 De nombreux forages d exploration mini re de g otechnique et de puisatiers ont aussi t effectu s dans la r gion dont certains dans les vall es enfouies et toutes ces donn es sont disponibles dans les diff rents ministeres Les municipalit s possedent galement des donn es issues des travaux d ing nierie effectu s par des firmes de consultants Toutefois ces donn es n ont pas encore fait l objet d une analyse int gr e et reposent dans de multiple
156. ersit de Montr al LaSalle P 1985 G ologie des s diments meubles de la r gion de Lacolle Saint Chrysost me Minist re de l nergie et des Ressources Rapport pr liminaire ET 83 21 Qu bec Lavoie D Bolduc AM Castonguay S Malo M Ross M Salad Hersi O S journe S Tremblay A Lauzi re K McIntosh A 2000 La Plate forme du Saint Laurent la zone de Humber et les successions quaternaires le long du transect 1 Montr al Appalaches Excursion g ologique CARNAT 2000 Centre G oscientifique de Qu bec 16 17 octobre 2000 Lepage F 2002 Triangle and tetrahedral meshes for geological models Dans Terra Nostra 4 Proceedings of the IAMG Berlin pp 105 110 Lemon AM Jones NL 2003 Building solid models from boreholes and user defined cross sections Computers amp Geosciences 29 547 555 Levesque G 1982 G ologie des dep ts quaternaires de la region de Oka Ste 199 Scholastique Qu bec M moire de ma trise non publi e Universit du Qu bec a Montr al L vy B 1999 Topologie algorithmique combinatoire et plongement These de doctorat non publi e INPL Nancy France Lian OB Hicock SR Dreimanis A 2003 Laurentide and Cordilleran fast ice flow some sedimentological evidence from Wisconsinan subglacial till and its substrate Dans Paleo ice streams Edit par JA Piotrowski KL Knudsen CD Clark DJA Evans Boreas 32 pp 102 113 Lloyd JW 1983 Hydrogeological investigations in glaciated terrains Dans Ey
157. es de cellules paisseur variable et de cellules tronqu es afin de se conformer un style stratigraphique e g Fig 1 7d 42 e Des grilles irr guli res dans lesquelles les cellules sont poly driques eg t tra dres e Des grilles hybrides form es surtout de cellules hexa driques mais qui peuvent dans les secteurs g om trie plus complexe tre poly driques Enfin mentionnons qu un syst me de coordonn es u v f peut tre utilis pour construire un domaine param trique dans lequel les distances euclidiennes requises par les outils g ostatistiques sont calcul es Mallet 2004 Ceci permet d liminer les d formations et les discontinuit s dans les probl mes d interpolation de propri t s physiques 1 3 3 La cartographie de la vuln rabilit des aquif res la contamination 1 3 3 1 Concepts et m thodes En raison du degr de protection variable offert par le milieu physique certaines portions d un aquif re sont plus susceptibles que d autres d tre contamin es par l activit anthropique actuelle ou future Cette constatation a men au d veloppement du concept de vuln rabilit des aquif res la contamination d origine humaine Par d finition ce concept exclut la vuln rabilit la contamination naturelle pouvant provenir par exemple de g tes min raux Il est important de pr ciser qu il s applique essentiellement aux activit s humaines dites courantes telles les activit
158. es sur ces derniers Les donn es de forages archiv es proviennent principalement du syst me d information hydrog ologique SIH d velopp et maintenu par le Minist re de l Environnement du Qu bec www menv gouv qc ca eau souterraines sih index htm Le SIH contient notamment des informations provenant des rapports de forage des puisatiers du Qu bec Les autres donn es archiv es proviennent du Minist re des Transports du Qu bec du Minist re des Ressources naturelles et de Ressources naturelles Canada essentiellement de la CGC et de divers rapports d tudes effectu es par des firmes de consultants tant donn que les informations proviennent de sources multiples elles ne sont pas uniformes De plus elles sont de qualit tr s variable et un certain nombre de donn es sont susceptibles de contenir des erreurs significatives par exemple celles provenant du SIH La v rification de ces donn es en vue d une int gration optimale tait donc une tape incontournable Les donn es de forage ont d abord t analys es et class es selon une s rie de crit res ou indicateurs de fiabilit cf Chapitre 3 Lors de cette tape les logiciels MapInfo Borehole Mapper et Vertical Mapper ont t utilis s pour visualiser et analyser les donn es dans l espace g ographique Les donn es lithologiques brutes associ es aux descriptions de forages ont galement t codifi es dans Access afin d uniformiser et de r duir
159. esources Canada Drilling of borehole 00 CHS F1 was supported by the Qu bec Ministry of Transportation and the residential well MR 1999 0001 cf Fig 2 7 was drilled by Les Puits Deux Montagnes Inc Partial financial support to the first author was provided through scholarships from the Fonds Qu b cois de la Recherche sur la Nature et les Technologies The authors would like to thank Andr e M Bolduc J P Guilbault and all the teammates of both the NATMAP and AFSOQ projects for their valuable help Denis Lavoie NATMAP project leader and Martine M Savard AFSOQ project leader are acknowledged for generous project support The authors would also like to thank Michel Lamothe and other colleagues at UQAM for the IRSL tests and for worthwhile discussions CHAPITRE 3 3D GEOLOGIC FRAMEWORK MODELS FOR REGIONAL HYDROGEOLOGY AND LAND USE MANAGEMENT A CASE STUDY FROM A QUATERNARY BASIN OF SOUTHWESTERN QUEBEC CANADA ROSS MARTIN PARENT MICHEL AND LEFEBVRE REN Institut National de la Recherche Scientifique INRS ETE 880 chemin Sainte Foy bur 840 C P 7500 Qu bec Qc Canada GIV 4C7 Geological Survey of Canada 880 chemin Sainte Foy Suite 840 Qu bec Oc Canada GIS 2L2 Abstract During a regional hydrogeologic survey in the St Lawrence Lowlands Canada a computer based 3D Geologic Framework Model GFM was constructed to obtain a consistent representation of this typical Quaternary glaciated basin over a 140
160. ess constraints along a specified direction With this modeling approach a 3D model is primarily defined by a series of interlocking surfaces representing the boundaries of geological objects The space can then be consistently partitioned to describe and represent the geological objects as 3D regions In this paper such models are referred to as Geological Framework Models GFM One of the main benefits of using this approach is that it can provide a detailed definition of the stratigraphic architecture without depending on any specific high resolution 3D grid This is a critical point since a detailed GFM can be used without any internal mesh or as the backbone for further discretization whose type and resolution are adapted to fit the specific needs of any particular application geostatistics groundwater flow simulation etc 3 3 3 2 Building geologic cross sections Prior to the construction of the model surfaces one of the most challenging aspects of the modeling task was to adequately correlate borehole attributes to a given stratigraphic unit In Quaternary basins units are frequently thin and discontinuous and similar facies can be found in different unconnected units Tills are especially hard to recognize in a multisource database because the use of the term till is not generalized and the lithological description is often incomplete or even erroneous such that they may be incorrectly assigned to another sediment type and th
161. essing rock aquifer vulnerability using downward advective times from a 3D model of surficial geology Si me Congr s conjoint TAH CGS 2004 La g o ing nierie pour la soci t et son environnement 24 27 octobre Qu bec Qu bec Compte rendu L INRS ne d tient pas les droits pour diffuser cette version de l article Ross M Martel R Parent M Lefebvre R et Savard M 2004 Assessing rock aquifer vulnerability using download advective time from a 3D model of surficial geology Dans Demers D Leahy D Lefebvre R Leroueil S et Martel R Eds 57 congr s canadien de g otechnique 5 congr s conjoint IAH CNC SCG G oQu bec 2004 Session 5A pp 1 8 APPENDICE F DISQUE COMPACT DU MODELE 3D GOCAD ET D AUTRES PRODUITS 280 Disque compact L Appendice F pr sente de nombreuses donn es et produits issus de cette recherche incluant les fichiers du modele 3D et des coupes g ologiques sous forme de fichiers numeriques dans un disque compact en pochette de la these Le Tableau F 1 pr sente la liste des dossiers et des fichiers du disque compact ainsi qu une breve description de leur contenu Tableau F 1 Liste des dossiers et des fichiers du disque compact en pochette Dossier 3 niveaux Fichier Type Description Modele 3D Model3D prj Projet gOcad Objets du modele DSI_bases6 ts Surface gOcad Propri t s du mod le Modele 3D avi Video Animation du modele B REP avi Video du
162. et des techniques utilis es a t fait en collaboration avec les autres membres de l quipe Le Tableau 1 1 pr sente les diff rentes m thodes de forage et d chantillonnage qui ont t utilis es dans cette tude Ces forages ont permis entre autres d obtenir des chantillons afin de caract riser les formations quaternaires sous la surface dans des secteurs d int r t tels le long des profils g ophysiques La description des chantillons s effectue selon une m thode similaire celle utilis e pour lever les coupes g ologiques Elle consiste donc d finir des unit s sur la base de leurs lithofaci s et de leurs limites L analyse des faci s s effectue en tenant compte des m mes caract res quoique que plusieurs structures s dimentaires ne peuvent tre observ s non plus que les variations lat rales de faci s Certains forages ont t d un plus grand int r t que d autres pour cette th se notamment ceux pour lesquels l chantillonnage a pu tre effectu soit en continu soit de fa on tr s serr e Les localisations et descriptions de trois de ces forages apparaissent uniquement dans Ross et al 2001 cf Appendice F alors que trois autres figurent au Chapitre 2 Des tubes en PVC de 2 5 pouces 6 6 cm de diam tre ont pu tre install s dans deux des trous de forage afin de pouvoir effectuer des diagraphies cf Appendice C Les diagraphies sont des enregistrements continus des propri t s phys
163. et du Groenland Edit par RJ Fulton Commission g ologique du Canada G ologie du Canada vol 1 pp 374 417 Ochhietti S Balescu S Lamothe M Clet M Cronin T Ferland P Pichet P 1996 Late stage 5 glacio isostatic sea in the St Lawrence Valley Canada and United States Quaternary Research 45 128 137 Occhietti S Parent M Shilts WW Dionne C Govare E Harmand D 2001 Late VVisconsinan glacial dynamics deglaciation and marine invasion in southern Qu bec Dans Deglacial History and Relative Sea Level Changes Northern New England and Adjacent Canada Edit par TK Weddle MJ Retelle Geological Society of America Boulder Colorado Special Paper 351 pp 243 270 Oppenheimer M 1998 Global warming and the stability of the West Antarctic Ice Sheet Nature 393 325 332 Pag P 1999 Les Grandes Glaciations l histoire et la stratigraphie des glaciations continentales dans l h misph re Nord Deuxi me dition Universit du Qu bec Montr al Gu rin Montr al Pair DL Rodrigues CG 1993 Late Quaternary deglaciation of the southwestern St Lawrence Lowland New York and Ontario Geological Society of America Bulletin 105 1151 1164 Paradis D 2002 l vation de la surface pi zom trique de l aquif re rocheux Dans Savard MM Lefebvre R Martel R Ouellet M Lamontagne C ds Caract risation hydrog ologique r gionale du syst me aquif re fractur du sud ouest du Qu bec Partie III Atlas hydrog olo
164. et effort d passe le cadre de cette recherche mais celle ci s inscrit dans cette tendance et le choix des proc dures et outils doit viser optimiser la r ponse ces besoins 1 1 3 4 Le probl me des bases de donn es La construction d un mod le g ologique r gional n cessite beaucoup de donn es Celles ci proviennent surtout des cartes g ologiques des rapports de forages et des lev s g ophysiques Sharpe er al 1996 Fagnan et al 1999 Parent et al 2003 Toutefois les forages stratigraphiques detailles et les donn es g ophysiques sont g n ralement rares in galement r partis et ne repr sentent qu une partie de l ensemble des donn es utilis es Ces mod les reposent donc en grande partie sur l interpr tation de donn es archiv es provenant de sources diverses et comportant une certaine proportion d erreurs Ces donn es sont en effet peu ou pas uniformis es et elles peuvent avoir t manipul es et transf r es plusieurs fois augmentant ainsi le risque d erreurs De plus la structure des bases de donn es est souvent mal adapt e aux besoins ce qui entraine des efforts substantiels de v rification de normalisation et d optimisation Kenny ef al 1997 Boisvert et Michaud 1998 Russell et al 1998 Parent er al 2003 Dans bien des cas la grande majorit des forages disponibles n atteint pas le roc Ainsi une grande partie du bassin quaternaire est sous repr sent e et la topographie du substra
165. et fournit de l information sur la distribution et l paisseur des unit s notamment pour la caract risation hydrog ologique r gionale La strat gie propos e dans cette these est de regrouper l information pertinente afin de g n rer un mod le g ologique tridimensionnel qui int gre les connaissances de la surface et de la sous surface La proc dure de construction du mod le inclut un contr le de la qualit des donn es archiv es gt 5000 forages l int gration de nouvelles donn es la construction de 40 coupes g ologiques r gionales et de 9 surfaces interconnect es partir desquelles diverses repr sentations 3D des unit s peuvent tre g n r es e g boundary representation grilles 3D Un des buts vis s par cette approche est d obtenir un mod le qui soit ind pendant des applications hydrog logiques mais qui permette de fournir rapidement l information n cessaire celles ci L avantage d une telle strat gie est que l architecture stratigraphique du mod le est moins limit e par les contraintes ou exigences associ es une application sp cifique e g mod lisation num rique que par les donn es et le niveau de connaissance au moment ou le modele est construit Ainsi le processus de modelisation g ologique n est pas tributaire d ventuels changements d applications en cours de projet De plus un tel mod le permet de propager la meilleure image possible du cadre g ologique toute l quipe et de fou
166. etely eroded below that channel Outwash fan sediments were intersected by another borehole Fig 2 6 drilled in the same glaciofluvial channel Unfortunately it was not possible to reach bedrock due to technical problems Nevertheless it is apparent from the log shown in Fig 2 6 that the 13 7 m thick sand and gravel outwash unit overlies a bouldery lag of inferred glaciofluvial origin Several granules and isolated oversized angular clasts of distinctive 74 pink igneous rock were found in the outwash sediments indicating that the glaciofluvial channel was cut though at least part of Argenteuil Till which is rich in Precambrian clasts The top of the outwash is characterized by a fining upward sequence consisting of interstratified sand and silty clay grading into massive silty clay It can also be seen from the gamma log Fig 2 6 that the overlying marine unit is coarser between 3 and 24 meters This facies is characterized by laminated silt and silty clay interlayered with closely spaced very fine sand partings This facies is also present in borehole 00 CHS F2 Fig 2 5a Microfaunal assemblages Fig 2 6 observed in a sample R039A from the coarsening upward sequence indicate a salinity ranging between 10 and 255660 This assemblage is similar to Zone B assemblages Guilbault 1989 which are thought to record declining salinity following the salinity maximum Zone A An AMS radiocarbon age of 11 140 40 years BP GX 28862 AMS o
167. ette th se pour la caract risation g ologique s inspire de celles employ es dans les autres projets de caract risation hydrog ologique de la CGC e g Sharpe ef al 1996 Parent et al 1998 Sharpe ef al 2002 elles m mes d riv es des m thodes d analyse des grands bassins s dimentaires e g Miall 2000 Une analyse de bassin consiste en un exercice visant comparer et corr ler l information g ologique de diff rentes parties d un bassin s dimentaire et ce dans le but de construire une image de son architecture stratigraphique et d en reconstituer l volution Mais comment peut on parvenir analyser un bassin partir de quelques donn es dispers es De toute vidence ce genre de travail comporte plusieurs composantes et fait appel de nombreux outils chacun servant r soudre un probl me particulier Dans ce genre d approche il faut 25 viter de surexploiter une m thode au d triment des autres Chacune apporte une r ponse partielle et l ensemble ne devient clair que lorsque les r sultats obtenus de diff rentes fa ons sont mis l preuve les uns avec les autres D o la n cessit d utiliser une approche multidimensionnelle diff rentes chelles Par exemple un profil sismique peut aider localiser un ou plusieurs sites de forage dont les descriptions macro stratigraphique 1D vont permettent leur tour d interpr ter ad quatement le profil 2D En outre les analyses micro stratigraphiques
168. eum Geology 14 5 551 564 Mello UT Cavalcanti PR 2003 A topologically based framework for 3 D basin modeling Dans S D ppenbecker et R Marzi editeurs Multidimensional basin modeling AAPG Datapages Discovery Series no 7 pp 255 269 Meriano M Eyles N 2003 Groundwater flow through Pleistocene glacial deposits in the rapidly urbanizing Rouge River Highland Creek watershed City of Scarborough southern Ontario Canada Hydrogeology Journal 11 2 288 303 Miall AD 1990 Principles of sedimentary basin analysis 2 ed Springer Verlag New 201 York Miall AD 2000 Principles of sedimentary basin analysis 3 ed Springer Verlag New York Murat V 2000 Etude comparative des m thodes d valuation de la vuln rabilit intrins que des aquif res la pollution application aux aquif res granulaires du Pi mont Laurentien M moire de ma trise Universit du Qu bec INRS G oressources Murat V 2002 Vuln rabilit de l aquif re rocheux la contamination m thode DRASTIC Dans Savard MM Lefebvre R Martel R Ouellet M Lamontagne C ds Caract risation hydrog ologique r gionale du syst me aquif re fractur du sud ouest du Qu bec Partie HI Atlas hydrog ologique Commission g ologique du Canada Naldrett DL 1988 The late glacial early glaciomarine transition in the Ottawa Valley evidence for a glacial lake G ographie physique et Quaternaire 42 2 171 179 Nastev M Savard MM Lapcevic
169. evidence to suggest that the unconformity at the top of the Argenteuil Till represents a significant amount of time This unconformity is currently interpreted as a short hiatus created by a rapid glacial dynamics shift see below Subsurface investigations and observations made during mapping Bolduc and Ross 2001a b suggest that the extent of Argenteuil Till is limited in the study area Most compositional data also suggest that it was mostly reworked by the subsequent southwestward flow leaving only a palimpsest geochemical signal in the Oka Till However the latter can be quite apparent For example the distribution of Nb and LREE in the surficial till clearly shows fan shaped dispersal trains from the known carbonatites of the region cf Appendice A Fig A 1 Therefore the southward ice flow phase represents a significant glacial event and future investigations may reveal a greater extension of Argenteuil Till in the subsurface especially where till thickness exceeds 20 30 m cf Appendix H such as in the Saint Benoit buried valley cf Fig 2 9 Finally a few south to southeast trending striae cut by southwestward striae were identified during mapping cf Bolduc and Ross 2001b and are inferred to be contemporaneous with the Argenteuil Till 89 2 5 3 Abrupt ice flow shifts and ice stream activity 2 5 3 1 The Oka Till The Oka Till is widespread in the study area and although its composition may vary from that descr
170. exact sur les changements globaux demeure un sujet controvers Bond ef al 1993 Bond et Lotti 1995 Alley 1998 L tude de leur r le dans la dynamique et la stabilit des inlandsis du Pl istoc ne pourrait apporter certaines r ponses mais il faut pouvoir les reconna tre dans les enregistrements s dimentaires et les formes de terrain Certains chercheurs ont propos une s rie de crit res pour identifier les courants glaciaires anciens et ont commenc dresser la liste de ceux ayant t reconnus dans le monde et cartographier leur emplacement Stokes et Clark 2001 Une fois identifi s ces terrains sont une opportunit d obtenir de l information sur les conditions basales des courants glaciaires ce qui est g n ralement tr s difficile faire avec les courants glaciaires contemporains Les travaux de cette th se concernant la dynamique glaciaire repr sentent en quelque sorte la premi re phase des Si travaux de caract risation d un pal o courant glaciaire de l inlandis laurentidien De telles tudes s int grent dans le vaste effort visant 4 mieux comprendre l impact des courants glaciaires sur la stabilit des masses de glace continentale et sur les changements climatiques D autres contributions sont issues du Chapitre 2 en particulier concernant la d glaciation et la transition entre le Lac Candona Parent et Occhietti 1988 et la Mer de Champlain Un syst me de drainage fluvioglaciaire a d abord t mis en
171. f Table 3 2 From that number approximately 1 5 vvells km were fully used This number vvas considered sufficient because of the overall quality and good distribution of the input data and because this model integrates a large amount of surface data geological maps sections point observations etc which provided valuable information for constructing the model For example a map polygon representing till and including bedrock outcrops between drumlins clearly indicates that Quaternary deposits are thin in that area and till is thickest at the drumlins location In that case one does not need many boreholes or wells to reach that conclusion and adequately represent the till layer in this zone This emphasizes the advantage of using a multidimensional approach where detailed 2D Quaternary geology maps are created and fully used in the construction of 3D models 138 3 6 2 Model uncertainty There are uncertainties in any geologic model This is due to the fact that geologists deal with information that is incomplete inferred or interpretive in nature Errors may also be introduced in a data set complicating the task of identifying what is real and what is not Therefore the 3D model presented in Fig 3 7 is probably the most consistent scenario according to available data and actual knowledge of the system but it is assumed that the stratigraphic architecture is incomplete and contains uncertainties In general uncertainty increase
172. f regional cross sections and further quality control Modification of surfaces at unconstrained nodes to integrate expert knowledge Increasing knowledge through basin analysis Final GFM from cross sections 3D regions geologic map and subsurface 255 vievv validated data only Surface borders pinchouts are edited to map discontinuities and to vveld surfaces together Local gt interpolation is done to remove remaining crossovers End products Elevation and thickness maps Curvilinear volumes etc 5777 YH 3D grid Conceptual framework for 7 EE flow modeling Figure 3 6 The model construction procedure is a step by step workflow designed to support scientific reasoning and decision making during an ongoing project Note that preliminary outputs are available in early stages of the survey This stratigraphic reconstruction procedure is most amenable to multiple usages 122 Since building surfaces separately does not ensure that they are consistently in the correct stratigraphic order away from cross sections increased mesh density and minimum thickness constraints were applied locally to remove most crossovers which are frequent where units are thin especially if the variability of the top elevation of a unit is larger than its thickness The remaining crossovers were removed manually by adjusting triangle nodes but in many cases discontinuities were created Special attention was also given to reliable boreholes
173. f the study area Therefore ice flow direction clearly shifted several times during the last glacial cycle and was not necessarily dominated by southward ice flow In spite of uncertainties regarding its timing and magnitude the southwestward ice flow phase was definitely much more than a minor late glacial reorientation Some evidence such as abrupt changes in ice flow direction and convergent flow patterns suggests that ice stream activity was a key process in the Late Wisconsinan record of the upper St Lawrence Valley A glacial dynamics model is thus proposed whereby a switching mechanism operated between an ice stream mode and a normal mode The ice stream was more likely initiated in the Lake Ontario basin but its 102 catchment area episodically migrated northeasward into the study area Full glacial conditions were seemingly more favorable for southward flow in the upper St Lawrence Valley In the late stages of deglaciation a channelized meltwater system developed subglacially and was focused along the southwest trending buried valleys of the study area Lastly it is now confirmed that Lake Candona briefly extended in the study area prior to marine incursion and that exceptionally elevated sedimentation rates were recorded in buried valleys during the early phase of Champlain Sea 2 8 ACKNOWLEDGMENTS This paper is part of a Ph D dissertation at INRS Eau Terre et Environnement The work was mainly supported by Natural R
174. flow event which followed the regional southwestward phase cf Fig 2 13d Much remains to be learned about this late phase especially about its apparent absence in the study area Young southward trending striae were only encountered in the westernmost part of the region cf Bolduc and Ross 2001a Furthermore glaciofluvial activity was clearly toward southwest in the Kingston area Gilbert 1990 as well as in the study area but south trending eskers occur in the intervening region where southward ice flow is obviously the latest glacial event e g Corbeil 1984 Gadd 1987 Additional work needs to be carried out to better understand this late ice flow phase and its relationships with glacial lake development and glaciofluvial processes in the upper St Lawrence Valley 2 6 2 Ice stream activity Topographic and geologic settings as well as subglacial conditions are known to be important factors controlling ice flow direction and velocity e g Anandakrishnan ez al 1998 Bell et al 1998 Boulton er al 2003 and large valleys and troughs are considered 99 to have favored fast flow in marginal areas of the Laurentide Ice Sheet Boulton and Jones 1979 Denton and Hugues 1981 Boulton er a 1985 Clayton et al 1985 Hicock 1988 Hicock and Dreimanis 1989 Alley 1991 Marshall er al 1996 Patterson 1998 Amongst the criteria proposed by Hart 1999 as well as by Stokes and Clark 1999 2001 for identifying former terrestrial ice
175. g 5 Old southeast and south striae study area c Ice stream mode Early stages of deglaciation 15 12 4 ka Late stages of deglaciation in the study area Deposition of Oka Till cf Fig 5 12 4 ka South and southeast ice flow features in the Ottawa Cornwall area Final deglaciation 11 3 ka Lake Candona Figure 2 13 Glacial dynamics shifts in the upper St Lawrence Valley during the last glacial cycle It is postulated that ice flow was generally toward the south or southeast across the region at times of a b ice advances and probably until full glacial conditions c Ice flow shifted toward the southwest when the Ontario Lobe was in a state of fast flow d Ice sheet profile re equilibrates after retreat of the Ontario Lobe from the Lake Ontario basin e Final deglaciation of the study area with brief glaciolacustrine conditions prior to Champlain Sea incursion 95 2 5 5 The glaciofluvial system The regional distribution of glaciofluvial sediments and landforms Bolduc and Ross 2001a b Ross et al 2004c suggests that a channelized subglacial meltwater system developed in the late stages of deglaciation and was focused along the southwest trending buried valleys of the region Evidence in favor of a channelized system as opposed to a broad meltwater sheet is provided for instance by the stratigraphic architecture of the glacial sediments in the buried valleys and by the seismic data For exam
176. ge localisation seulement Groupe de forages quantite de forages kilometres 2 5 30 km Echelle horizontale 1 100 000 Exageration verticale 20x 0 2 5 Coupe Q 200m Rivi re du Nord Collines d Oka Lac des Deux Montagnes 150 m Autoroute 50 S Route 148 C te Saint Vincent I Rang Saint Etienne 100 m 50 m 0 km 5 km 10 km 15 km 20 km 25 km 30 km L GENDE Mg S diments remani s par Ma S diments fins d eau glissement de terrain profonde Mer de Champlain Co u pe Q R S diments organiques om Complexe Rivi re du Nord s diments fluvioglaciaires et s ds marins remani s uu E Sedimenis oliens Gs Gx S diments fluvioglaciaires Collines d Oka Deux Montagnes 150 m Ruisseau Masson Alluvions actuelles 2 Tili non diff renci Alluvions de Formations superficielles 100 m LA terrasses fluviales Q non diff renci es Alluvions des Substratum rocheux 50 m Ax terrasses anciennes Ke non diff renci S diments littoraux et Forage localisation seulement Om 5 d exondation Lac Lampsilis Echelle horizontale 1 100 000 sdi 10 Groupe de forages quantit de forages CHERE NOTION Mb S diments littoraux et p ges q g Exag ration verticale 20x d exondation Mer de Champlain kilom tres 2 5 0 2 5 5 ed 0 km 5 km 29 294 Coupe R Collines d Oka
177. ge de ces aquiferes et pour estimer leur vuln rabilit a la contamination Cette analyse permet galement dans une certaine mesure et gr ce aux mod les sedimentologiques et aux reconstitutions pal og ographiques de pr dire les conditions de sous surface aux endroits ou Pinformation est limit e ou ambigu Cette connaissance peut donc permettre de contraindre la distribution des propri t s hydrogeologiques non pas uniquement sur la base des donn es brutes disponibles mais galement sur l expertise g ologique r gionale Toutefois il existe tr s peu d exemples o l analyse des formations quaternaires en surface et en sous surface a t mise profit dans la caract risation r gionale des aquif res rocheux fractur s sous jacents En outre la connaissance g ologique est parfois assez limit e m me dans les r gions o la pression sur le milieu physique et ses ressources est en hausse en raison de l accroissement des activit s humaines comme c est le cas actuellement dans les basses Laurentides Il faut donc se pencher sur ces lacunes et les combler 1 1 3 2 Les principales lacunes dans la connaissance stratigraphique et 18 pal og ographie quaternaire Les tudes sur la g ologie du Quaternaire effectu es dans la r gion de Montr al et ayant fait l objet de publications remontent pour la plupart a plus de 20 ans et plusieurs concepts ont beaucoup volu s depuis Ces publications sont pour la plupart r perto
178. gique Commission g ologique du Canada Paradis D Fagnan N Therrien R Savard C Nastev M 2004 Etude d taill e d un site s lectionn Cas de la carri re de Chatham Dans Savard MM Lefebvre R Nastev M Paradis D ds tudes locales de secteurs choisis du syst me aquif re 203 fractur du sud ouest du Qu bec Commission g ologique du Canada Dossier public 4600 chap 2 pp 3 12 Parent M 1987 Late Pleistocene stratigraphy and events in the Asbestos Valcourt region southeastern Qu bec These de doctorat non publi e University of Western Ontario Parent M Girard F Fagnan N Michaud Y Boisvert E Fortier R 2003 Caract risation g ologique des formations superficielles enfouies Dans Y Michaud R Lefebvre et R McCormack ds Guide m thodologique pour la cartographie hydrog ologique r gionale des aquif res granulaires de surface Rapport non publi 30 53 Parent M Michaud Y Boisvert E Bolduc AM Fagnan N Fortier R Cloutier M Doiron A 1998 Cartographie hydrog ologique r gionale du pi mont laurentien dans la MRC de Portneuf g ologie et stratigraphie des formations superficielles Commission g ologique du Canada Dossier public 3664 a Parent M Occhietti S 1988 Late Wisconsinan deglaciation and Champlain Sea invasion in the St Lawrence Valley Qu bec G ographie physique et Quaternaire 42 3 215 246 Parent M Occhietti S 1999 Late Wisconsinan deglaciation and glacial lake development i
179. gique Toutefois il est important de noter qu il s agit l d une proportion minimale de connectivit En effet les aquif res de surface ne sont pas tous repr sent s dans le mod le et les aquif res enfouis n ont pas t extrapol s de fa on significative au del des donn es fiables 5 1 4 valuation de la vuln rabilit Une approche a t d velopp e afin d utiliser les r sultats de cette analyse pour valuer la vuln rabilit de l aquif re rocheux la contamination La proc dure int gre des propri t s e g infiltration porosit une grille 3D cr e partir du mod le g ologique ce qui permet d estimer le temps de parcours advectif vertical d un contaminant entre la surface et l aquif re rocheux Les r sultats ont ensuite t interpr t s comme une mesure de la vuln rabilit intrins que la contamination de surface Diff rentes cartes de vuln rabilit ont t produites en faisant varier les param tres hydrog ologiques La carte bas e sur les param tres moyens est tr s coh rente avec les contextes hydrog ologiques et les donn es hydrog ochimiques disponibles Les r sultats indiquent que l aquif re rocheux fractur 180 est vuln rable vuln rabilit moyennement lev e a tr s lev e sur 40 de l aire valu e Il s agit vraisemblablement de la premi re valuation r gionale de la vuln rabilit effectu e l aide d un v ritable mod le g ologique 3D En plus d int
180. he NaO concentration of Lowland samples have a mean of only 1 6 0 9 in the study area Table 2 1 Since the boundary between the Lowland and the Canadian Shield lies 8 6 km to the north of the site and 9 5 km to the northwest Fig 2 3 the composition of the Argenteuil Till indicates provenance from either the north or the northwest On the basis of available geological maps Globensky 1987 Rocher et al in press the high content in dolostone clasts and low content in sandstone clasts seem most consistent with a northwest provenance 2 4 1 3 Oka Till The upper till is herein named Oka Till after the Oka Hills located within the study area It is an olive brown 2 5Y 4 4 stone rich diamicton Fig 2 5b At the borehole site the unit is 14 8 m thick and is separated from the underlying Argenteuil Till by a sharp erosional contact In contrast to Argenteuil Till Oka Till is characterized by an abundance of sandstone clasts and a very low content of Precambrian clasts as well as by a NazO concentration of about 1 6 Fig 2 58 which is typical of Lowland till samples Table 2 1 The lithologic composition of Oka Till is consistent with a northeast provenance since Potsdam Group sandstones are much more widespread toward northeast than in other directions Somewhat unexpectedly the till at the borehole site was found to be significantly anomalous in elements Fig 2 5a such as Zn 222 ppm La 73 2 ppm and Cr 117 ppm which are clo
181. hitecturaux Allen 1983 permet d aller plus loin et constitue une analyse en 11 trois dimensions des corps s dimentaires Davis et al 1993 Boyce et Eyles 2000 Mais encore faut il pouvoir repr senter ad quatement les r sultats d une telle analyse A la fin des ann es 80 plusieurs chercheurs ont soulign le besoin de mod liser l information g ologique en trois dimensions dans un environnement num rique e g Raper 1989 Depuis des efforts consid rables ont t d ploy s afin de d velopper des systemes permettant de travailler de fa on efficace dans un environnement num rique tridimensionnel Plusieurs publications font tat des principaux d veloppements ayant eu cours dans ce domaine depuis les 15 derni res ann es e g Raper 1989 Turner 1992 Pflug et Harbaugh 1992 Hamilton et Jones 1992 Houlding 1994 BRGM 1997 Raper 2000 Mallet 2002 Le recours a la mod lisation g ologique 3D est implicite pour r soudre plusieurs problemes d ordre scientifique ou appliqu car ce type de modele permet de mieux contraindre la g om trie des surfaces et des volumes g ologiques Renard et Courrioux 1994 En effet en 3D apparaissent des incoh rences d interpr tation qui peuvent difficilement tre diagnostiqu es en 2D De plus modeliser la g ologie en 3D constitue un excellent moyen d int grer un maximum de donn es g or f renc es et de les interpr ter pour former un seul produit coh rent et complet pour toute
182. ial water bodies and subglacial conditions and appear to have undergone rapid advance and retreat cycles indicating oscillatory unstable behavior in time and in space Clark 1994 1995 Results from this study are consistent with this interpretation and although additionnal work is needed to better understand this complex behavior and to further constrain the model presented in this study our interpretation builds upon those that have been proposed so far for the upper St Lawrence Valley e g Prichonnet 1977 Gadd 1987 Dyke and Prest 1987 Delage 1997 A mechanism involving ice stream activity offers a consistent explanation for both the apparent abrupt changes in ice flow direction and the observed flow patterns The ice stream model presented in this paper may also provide an explanation for the 100 relative abundance of Precambrian clasts in tills over sandstone bedrock along the northern flank of the Adirondacks an observation which was previously considered anomalous as it could not be readily fitted into the regional framework cf Denny 1974 Clark and Karrow 1983 2 6 3 Oka Till vs Border Till This study has shown that the Border Till of Anderson ef al 1990 was deposited during an ice flow episode toward southwest Given its stratigraphic position and provenance this till is thus considered equivalent to Oka Till Furthermore it is proposed in this paper to abandon the name Border Till and use the name Oka Till for
183. iales Alluvions des terrasses anciennes 18 S diments littoraux et d exondation Lac Lampsilis S diments littoraux et Mb d exondation Mer de Champlain Ma S diments fins d eau profonde Mer de Champlain Cm Complexe Rivi re du Nord s diments fluvioglaciaires et s ds marins remani s Gs Gx Sedimenis fluvioglaciaires non diff renci onl Formations superficielles non diff renci es CR Substratum rocheux non diff renci Forage localisation seulement Groupe de forages quantite de forages Echelle horizontale 1 100 000 Exag ration verticale 20x kilom tres 2 5 0 2 5 5 APPENDICE H CARTES D ISOPAQUES DES UNITES QUATERNAIRES ET CARTE D ELEVATION DU ROC 308 L Appendice H pr sente une s rie de cartes d isopaques des formations quaternaires Ces cartes ont t construites a partir des donn es du modele 3D _ 528 000 mE 597 000 mE 5079 000 mN 5 079 000 mN EGERBE Carte de la distribution et de Pepaisseur M Epaisseur des sediments sous le till regional Courbe d gale paisseur m Equidistance de 10m Vu COL 22 Non disponible mb i M Vo We SC oro We A olnte Gal c 288 1 lt ha Wi l Echelle 1 200 000 A rer on S kilometres 5 R N 528 000 m E 597 000 mE Fond de carte numerique Geomatique Canada omatiqu Modifi
184. ibed at the borehole site it characteristically reflects a northeast provenance Even at sites located just 2 or 3 km south of the Canadian Shield margin Oka Till has a very low content of Shield clasts generally of the order of 5 to 10 At a few sites the concentration of lithic components derived from a local source is near 100 suggesting high bedrock erosion rates Such erosion rates are expected in the initial stage of a glacial advance over fresh bedrock Parent ef al 1996 or following an abrupt glacial dynamics shift because the glacier bed roughness is greater along the new ice flow direction Since no evidence of a full glacial retreat has been identified between the Argenteuil Till and the Oka Till a major glacial dynamics shift more likely occurred after deposition of Argenteuil Till and prior to deposition of Oka Till The Oka Till is inferred to have been deposited during a southwestward ice flow phase that quickly followed the southward flow phase which had previously deposited Argenteuil Till The Oka Till is thought to have been deposited in the late stages of the last glaciation most likely between about 15 ka and 12 ka 2 5 3 2 Regional evidence Glacial flow indicators compiled over the upper St Lawrence Valley show evidence of a regional southwestward ice flow phase which was apparently preceeded and followed by southward and southeastward ice flow phases Fig 2 11 Many of these features are apparent on a regional D
185. ice flow direction did occur it was only from a south southwestward to a more southwestward direction Table 2 3 Pebble counts in the upper till at the B langer pit Pointe Fortune Till section Pebble counts 56 on 4 2mm fraction Base n 1128 Middle n 862 Top n 1753 Dolomite 38 6 35 0 46 5 Sandstone 16 3 20 8 22 8 Metamorphic Shield 44 7 43 7 30 4 Others 0 4 0 5 0 3 87 2 5 PALEOGEOGRAPHIC INTERPRETATION AND REGIONAL STRATIGRAPHIC IMPLICATIONS This section provides an interpretation of the geologic events from the regional stratigraphic record identified in this study Although the age control on the Pleistocene units is weak in the St Lawrence Valley relative time constraints are proposed The discussion provided in this section pertains to the units which are stratigraphically below Champlain Sea sediments 2 5 1 Pre VVisconsinan events 2 5 1 1 SJL sediments The sandy unit containing wood fragments at the base of the sequence below Oka Till in the SJL buried depression lies at elevations between about 31 and 37 m cf Fig 2 7 This could suggests that relative sea level was below that of today indicating greater continental ice volume and consequently colder climate Correlation with the Lotbini re Sand of inferred late Sangamonian age Lamothe 1989 is tempting although the latter has yet to be identified below about 10 m Alternatively wood fragments may be transported and d
186. ielded a non finite radiocarbon age The unit is thus at least older than late Wisconsinan and could be late Sangamonian in age Details of borehole log 00 5 TIPH are shown on Figure 2 8 o 77 xvii Figure 2 8 Stratigraphic borehole log 00 ST PH The thick till sheet does not show evidence of a significant glacial dynamics shift The lt 63 um fraction reveals a Sr anomaly Carbonatite indicators of are only slightly anomalous Mixed contribution from both the widespread limestone and a small alkaline intrusion to the northeast best explain the geochemical signature of the till Finally most of the overlying Champlain Sea sediments appear to have been deposited prior to the maximum salinity phase EE 79 Figure 2 9 Line 2 a Seismic reflection section recorded along C te Rouge road and b interpreted section Two way travel times have been converted to depth and are displayed as elevations Schematic representation of a GSC archival borehole log located close to this seismic line has been superimposed on the interpreted profile Note the apparent discrepancy between the borehole log and seismic data due to the imprecise borehole location and or large boulder misinterpreted as bedrock 81 Figure 2 10 The Pointe au Sable section The sequence between the undifferentiated till and the erosional unconformity represents a small subaqueous outwash fan deposited in a glaciolacustrine setting The unconformity represents a hiatu
187. iences 2001 qui maintient la version commerciale du logiciel Dans gOcad les objets g ologiques sont mod lis s comme des ensembles Q de points appel s n uds li s leurs voisins par des segments La notation suivante est utilis e Q 1 2 0 M 1 2 Ma to Bi B 1 3 On peut dire que Ma est un sous ensemble de Q comprenant des n uds f li s au noeud a Ces n uds appartiennent 3 de m me que les segments qui les relient leurs voisins pour g n rer un graphique G Q N qu on appelle un maillage ou une grille D pendamment de la dimension topologique de l objet mod liser la grille peut tre 40 e Une courbe d compos e en segments cellules 1D e Une surface form es de facettes triangulaires ou polygonales adjacentes cellules 2D e Un volume discr tis en un ensemble de t tra dres ou polyedres adjacents cellules 3D Chaque n ud aeQ d une telle grille est associ a un ensemble fini d attributs tels les coordonn es x y 2 du n ud dans l espace et les valeurs de propri t s physiques k g associ es a ce n ud En pratique pour chaque n ud a Q ces attributs sont rassembl s en une fonction vectorielle g a d finie sur l ensemble Q et qui doit respecter une s rie de contraintes lin aires C L ensemble compos du graphique G Q N des fonctions o et des contraintes C est un mod le discret not M Q N y C L algorithme Discrete
188. iens Alluvions actuelles Alluvions de terrasses fluviales Alluvions des terrasses anciennes 18 S diments littoraux et d exondation Lac Lampsilis S diments littoraux et Mb d exondation Mer de Champlain Ma S diments fins d eau profonde Mer de Champlain Complexe Riviere du Nord s diments fluvioglaciaires et s ds marins remani s Gs Gx Sedimenis fluvioglaciaires FE Till non diff renci Eau Formations superficielles non differenciees Rw Substratum rocheux non diff renci Forage localisation seulement Groupe de forages quantite de forages Echelle horizontale 1 100 000 Exageration verticale 20x kilom tres 2 5 0 2 5 5 Coupe J Route 327 Rivi re du Nord Mb e 4 150 m Rivi re de l Ouest Collines de Saint Andr Route 344 Baie de Carillon ei Rivi re Rouge 100m km 5 km 10 km 15 km 20 km Coupe J K 1 et 2 Rivi re du Nord Collines d Oka Baie de Carillon Ie oom vano sl aMb AX som Nc som din 0m km 5 km de Lo 180m Rivi re du Nord Co Ul pe K Lachute 150 m Autoroute 50 Rivi re Rouge Baie de Carillon 100 1 LL ln Ax 50 m 0 km 5 km 10 km 15 km 20 km 289 L GENDE Mg S diments remani s par glissement de terrain S diments organiques E S diments oliens
189. ignificant challenge An important difficulty in regional hydrogeologic surveys is to have access to sole sourced consistent geological information which can accommodate many specific needs A solution may be to create a computer based repository of the stratigraphic knowledge of the study area Mallet 2003 which is common to all project team members as opposed to a common practice in which geologic information is stored on different media and dispersed through a series of independent end products This approach reduces redundancy and risks of inconsistencies and helps to streamline updating procedures An obvious benefit is that it does away with the necessity of redoing much of the interpretation and stratigraphic modeling to adjust to the specific requirements of various applications in the end time savings can be huge In recent years it has become technologically feasible to build in a reasonable time frame complex 3D geologic or hydrostratigraphic models to incorporate and analyze material properties and to export the information to other software systems to meet the specific requirements of an application This has opened a new perspective in hydrogeology where a number of applications require that all the available hydrogeological information 106 be incorporated into a full three dimensional conceptual model e g Frind ef al 2002 Consequently producing such computer based geologic models is becoming an important objecti
190. igs 1 7c 1 7d e g Lepage 2002 Mello et Cavalcanti 2003 Dans cette approche dite hybride les deux types de modelisation surfacique volumique sont utilis es en combinaison Il est clair qu il y a un besoin pour les deux types de partitions cellulaires soit la partition en larges r gions 3D et la partition en grilles ou mailles 3D Le modele surfacique g ologique MSG et sa repr sentation topologique i e le b rep repr sentent la connaissance de l architecture stratigraphique et structurale du domaine mod lis Les grilles 3D correspondent a la partition du MSG en une s rie de cellules dont la taille et la forme sont adapt es aux besoins d une application particuli re Mallet 2003 Mello et Cavalcanti 2003 Plusieurs grilles peuvent donc tre g n r es pour un m me MSG Figs 1 7c 1 7d L avantage de conserver un mod le de r f rence bas sur la mod lisation surfacique et de l utiliser pour g n rer diff rentes grilles par la mod lisation volumique est tr s significatif En effet sans mod le surfacique un effort consid rable est n cessaire pour transformer un type de grille pour r pondre aux besoins d applications diverses utilisant des techniques num riques distinctes e g diff rences finies l ments finis Mello et Cavalcanti 2003 Enfin il est important de noter que la discr tisation de l espace en de telles grilles ne peut se faire sans une certaine simplification g om trique et pa
191. ill this depression Therefore till is present at depth but its thickness is highly variable It can be several meters thick at a given location and totally absent 500 m away The till appears to have been extensively eroded by subglacial meltwaters which were consistently focused along channels forming an organized drainage system Glaciofluvial and outwash sediment bodies overlie these channels but they may be poorly connected This complex stratigraphic and geomorphic assemblage is capped by thick marine clay reaching up to 70 m Table 3 3 and is thus concealed from the surface Hence its hydrogeologic role had been previously underestimated yet this asssemblage is highly permeable and frequently connected to the regional fractured rock aquifer A total of 10 of the model area shows such connectivity Furthermore the overall estimated volume of granular aquifers between bedrock and marine clay is 9 0x10 m Table 3 3 and this should be considered as a minimum value The largest and deepest buried valley is located southwest of the small town of St Benoit It may be as deep as 100 m below mean sea level The complete stratigraphy is not fully established but it is mainly filled with thick till and clay and contains an unexpected buried bedrock ridge Fig 3 10c Old stratified deposits appear to fill the deepest parts and proglacial sand and silt overlying the regional till appears to be present locally This buried valley is known to conta
192. in regional geologic structures and forms 117 ake of Kilometres 5 Two Mountains Rock marker Quaternary sediment marker Figure 3 4 a Location of regional cross sections in plan view cf Appendix G b Example of the 3D graphic environment in which cross sections are built The white interlocked curves represent the top of each unit along the cross section These curves are used as constraints during the subsequent surface modeling 118 Boreholes were initially grouped in different collections according to their source in order to facilitate data visualization in highly clustered areas Cross section building started prior to the decision of using gOcad as the geomodeling tool in the project and a macro command was used to draw boreholes in Microstation Bentley which is a CAD software offering 3D modeling and visualization capabilities The link with Access Microsoft was provided using an Open Database Connectivity ODBC Every other relevant piece of information was imported into Microstation such as vector maps representing topography hydrology geology roads etc A triangular irregular network TIN was created from topographic data and every piece of surface information was draped onto that TIN The cross sections which were built along 2D working planes integrate all reliable subsurface and surface data within a 1 2 km wide strip These curves were subsequently exported as DXF files into gOcad to b
193. in salt water inherited from the post glacial Champlain Sea Cloutier et al 2001 3 5 1 3 St Th r se glaciofluvial aquifer The St Therese glaciofluvial aquifer is mainly a long and sinuous esker made of gravel and sand which outcrops at the surface along most of its length but is in places covered by Champlain Sea clay as well as other sandy deposits Fig 3 11 Because it is partly buried its NE extension was only recognized during the 3D modeling and confirmed in the field subsequently Marine clay overlaps its margins in an interfingering fashion 138 which have not yet been represented in the model However since it is a true 3D model interfingering of units could be integrated in future updates Other facies assemblages such as sandy proglacial sediments are also associated with the esker in some places Till seems to have been eroded below the esker such that it is a window offering good connectivity between land surface and the deep regional aquifer in an area which is otherwise characterized by a widespread clay cover Therefore this glaciofluvial deposit plays an important hydrogeologic role at least sub regionally It has also been extensively mined for gravel and sand and today the deep aquifer is close to surface Post Champlain Sea sandy deposits Champlain Sea silt and clay bedrock layer St Th r se glaciofluvial complex Figure 3 11 The St Th r se esker and related deposits This granular a
194. indicates north 3 5 2 Aquifer vulnerability mapping As shown above the GFM provides consistent data for unit distribution and thickness but it can also integrate soil properties and hydrogeologic parameters Therefore it can contribute significantly to determine the different parameters required by many currently used vulnerability methods It can also be used to readily estimate measurable parameters such as groundwater downward advective time DAT The notion of downward advective time DAT is implicitly used in many vulnerability assessment methods and it is sometimes used as the main indicator of vulnerability to contaminant transport by natural groundwater recharge GSW 1991 or by large accidental liquid spills Maxe and Johansson 1998 A procedure was developed in this project Ross ef al 2003 in press to assess the vulnerability of aquifers to downward transport of conservative dissolved contaminants at a regional scale The vulnerability of the rock aquifer to contamination is interpreted from an estimate of DAT from the surface through the GFM to the rock aquifer To achieve this hydrogeologic parameters such as mean infiltration rates and 135 volumetric water contents or effective porosities estimated for the different units are added to a stratigraphic grid created from the GFM e g Fig 3 6 Calculations are applied to the grid to approximate the one dimensional advective nonreactive solute time of travel through
195. iofluvial sediments Fig 2 4b Because of the regional significance of these till sheets two new lithostratigraphic units Argenteuil Till and Oka Till are introduced and a description of the unit boundaries facies and content is provided herein Directions of ice movement associated with each of the two till units are inferred on the basis of provenance data 2 4 1 1 The lowermost glaciolacustrine stratified sediments The lowermost unit in the succession consists of diamictons interstratified with normally graded layers of coarse to very fine sand as well as rhythmically laminated silt and clay beds The diamictons are remarkably similar to the overlying Argenteuil Till see below Facies assemblages collectively indicate deposition in an ice marginal subaqueous environment The unit appears to be unfossiliferous Infrared stimulated luminescence IRSL techniques were used on an exploratory basis on a few samples from layers of very fine sand however preliminary analyses indicate very poor zeroing Lamothe 2003 pers comm a conclusion which was suspected given the proximal glaciolacustrine environment The unit is therefore considered undatable by currently available techniques 71 A ma n m 00 CHS F2 Om Location FI UTM NAD83 X 558357 Y 5049490 Elevation 53 masl Champlain Sea sediments FI f AMS C 11 140 40 BP Sif Pebble counts in 2 4 mm fraction Oka Till Argenteuil Ti
196. ion de param tres hydrog ologiques un mod le 3D des formations quaternaires dans le but d utiliser ce dernier pour valuer la vuln rabilit de l aquif re rocheux la contamination est une id e originale de M Ross Toutefois le d veloppement de la proc dure a t effectu e avec la collaboration troite de R Martel et R Lefebvre M Parent et M M Savard ont contribu par leur suivi et 48 leurs recommandations respectivement a titre de directeur de these et responsable du projet AFSOQ 1 4 2 Contribution a l tude du Quaternaire Le Chapitre 2 pr sente le cadre stratigraphique quaternaire de la r gion l tude et un modele pal og ographique de la dynamique glaciaire et de la d glaciation de la vall e sup rieure du Saint Laurent L emphase est plac e sur la stratigraphie des vall es enfouies d finies par forages et par r flexion sismique et sur les donn es s dimentologiques et g ochimiques des unit s rencontr es en sous surface La g om trie et le contenu de ces vall es taient tr s peu connus avant cette tude Cette derni re a donc permis de combler un vide dans la connaissance permettant ainsi d am liorer le cadre stratigraphique et les mod les pal og ographiques r gionaux Parmi les faits saillants deux couches de tills le Till d Argenteuil et le Till d Oka sont reconnues pour la premi re fois dans cette r gion et corr l es des phases d coulement glaciaire distinctes au Wisc
197. iques des formations travers es le long d un trou de forage Douma ef al 1999 Ces propri t s sont mesur es dans les formations superficielles par une s rie de sondes descendues l int rieur du tubage de PVC par un c ble d acier Le grand int r t des diagraphies est qu elles enregistrent en continu les variations dans les propri t s ou param tres physiques Ainsi elles ajoutent de l information pr cieuse surtout si l chantillonnage effectu lors du forage n tait pas continu 29 Tableau 1 1 R sum des techniques de forage et d chantillonnage utilis es Technique de forage Type d chantillon Dimension de l chantillonneur Marteau fond de trou En vrac N A Forage au diamant Cuillere fendue 2 tailles Long 1 5 2 5 Tubage NQ 1 5 1 5 Forage au diamant Tube Shelby Long 2 5 tubage NQ 2 7 8 Forage au diamant Tube piston Long 2 7 tubage H 3 Forage au diamant En continu 1 7 8 tubage NQ 3 Forage portatif Pionjar Flow through Long 20 cm O 2cm 1 3 1 2 Travaux de laboratoire Plusieurs analyses ont t effectu es sur les chantillons Tableau 1 2 dans le cadre de l analyse stratigraphique et de la reconstitution pal og ographique cf Chapitre 2 Les tills ont t tamis s et plusieurs comptages p trographiques ont t effectu s sur les fractions 2 4 mm et gt 8 mm cf Appendice F La fraction lt 63 um a servi pour les analy
198. ity represents a hiatus separating glaciolacustrine sediments deposited into Lake Candona and sediments deposited later in the Champlain Sea probably after the marine maximum The top of the sequence is made of fluviatile sand related to the paleo Ottawa River 84 The diamictic layer marking the unconformity at the top of the fan is fossiliferous and shell fragments consist almost exclusively of Hiatella arctica probably reworked from higher elevations in the Saint Andr Hills This layer is overlain by laminated grey and reddish brown Champlain Sea clay sometimes separated by very fine sand partings A Hiatella arctica valve collected in the diamictic layer at the base of the marine unit yielded an AMS radiocarbon age of 10 450 40 years BP GX 28861 AMS More details on the paleoecology of the marine unit at this site are reported in Bolduc and Ross 2000 The top of the sequence consists of fluviatile sand which lie unconformably over the clay and form the upper part of the 60 m terrace which extends west of the sand pit Ripple lamination at the base of the unit indicates paleocurrent towards the east which is consistent with the general direction of flow for the ancestral Ottawa River 2 4 5 Provenance of the upper till at Pointe Fortune The B langer pit at Pointe Fortune Fig 2 3 is located northwest of several features which were interpreted to be the result of a late southeastward ice flow phase such as drumlins a
199. jeur dans cette tude 27 La m thodologie employ e dans les travaux de r flexion sismique ainsi que le traitement des donn es sont pr sent s dans Benjumea ef al 2001 Le texte qui suit reprend l essentiel de la strat gie de terrain initialement d crite dans cet article Une s rie de tests sismiques a d abord t effectu e afin de d terminer l emplacement des lignes sismiques Un total de 23 sites a t test l t 2000 Une configuration 24 canaux constitu s de g ophones 50 Hz distants de 3 m entre eux a t utilis e Une s rie d enregistrements des ondes compressives ondes P a t obtenue partir de d tonations faites 1 m de profondeur au centre de la ligne et 3 4 5 28 5 et 30 m de chaque extr mit La source explosive utilis e est un Buffalo gun Pullan et MacAulay 1987 muni d une cartouche blanc de calibre 12 contenant 180 grains de poudre noire Les donn es ont t enregistr es sur un sismographe de mod le Geometrics Strataview engineering Pour les profils sismiques une g om trie compos e de 36 g ophones s par s de 5 m les uns des autres ligne active sur 175 m la fois a t utilis e Avec une telle configuration une s rie de 12 enregistrements est initialement compil e provenant d explosions situ es entre les g ophones 12 et 13 jusqu la position situ e entre les g ophones 23 et 24 Ensuite la premi re douzaine de g ophones est d plac
200. l Houlding 1994 Toutefois il est g n ralement difficile d obtenir une repr sentation r aliste des unit s g ologiques avec une grille 3D sans construire au pr alable un mod le d finissant l architecture stratigraphique Les mod les fronti res mieux connus sous le terme de Boundary Representation b rep permettent de repr senter cette architecture stratigraphique Lemon et Jones 2003 Caumon et al 2004 Avec cette approche les 37 objets geologiques sont definis sur la base de leurs limites geometriques En pratique ces limites sont repr sent es initialement par des surfaces interconnect es formant un mod le surfacique g ologique MSG Fig 1 7a Il peut s agir par exemple de surfaces triangul es e g Mallet 1992 Ces derni res peuvent tre g n r es en interpolant diverses observations de terrains des donn es de forages et des contacts g ologiques provenant de cartes ou de coupes g ologiques Plusieurs repr sentations topologiques ont t propos es pour modeliser les objets g ologiques a partir de surfaces interconnect es e g Halbwachs er al 1996 Mello et Henderson 1997 L vy 1999 Mello et Cavalcanti 2003 Elles permettent une partition de l espace en r gions 3D repr sentant les unit s g ologiques formant ainsi le mod le fronti re ou le b rep 1 7b Enfin les unit s g ologiques peuvent a leur tour tre subdivis es de diff rentes mani res pour obtenir une maille interne F
201. l Survey of Canada Paper 75 27 Prichonnet G 1977 La d glaciation de la Vall e du Saint Laurent et l invasion marine contemporaine G ographie physique et Quaternaire 31 323 345 Prichonnet G 1982 Quelques donn es nouvelles sur les d p ts quaternaires du Wisconsinien et de l Holoc ne dans le pi mont appalachien Granby Qu bec Commission g ologique du Canada Paper 82 1B pp 225 238 Prichonnet G 1984 Glaciations d inlandsis s quences glaciaires proglaciaires et non glaciaires du Quaternaire de Test canadien Centres de Recherche en Exploration Production Elf Aquitaine Bulletin 8 1 105 133 Prichonnet G Durand M Elson JA Gagnon P Schroeder J Veillette J 1987 Glaciations et d glaciations du Wisconsien dans le sud du Qu bec r gion de Montr al INQUA congr s INQUA Guide d excursion A 7 C 7 Pugin A Pullan SE Sharpe DR 1999 Seismic facies and regional architecture of the Oak Ridges Moraine area southern Ontario Canadian Journal of Earth Sciences 36 409 432 Pullan SE JA Hunter 1990 Delineation of buried bedrock valleys using the optimum offset shallow seismic reflection technique Dans SH Ward ed Geotechnical and Environmental Geophysics v III Society of Exploration Geophysicists Tulsa Oklahoma pp 75 87 Pullan SE JA Hunter 1999 Land based shallow seismic methods Dans R 205 Gilbert compilateur A Handbook of Geophysical techniques for geomorphic and environmental rese
202. l of the study area This model was used to define regional hydrogeologic settings Ross ef al 2004c and for mapping rock aquifer vulnerability to contamination Ross ef al in press Sage Ad le Stud area A Anne des Plaine 5 222 Lachute j Lagal 1 r Richelieu Huntingdon Fort Covington a Chateaugay Figure 2 1 General location of the study area with a regional Digital Elevation Model DEM as background OH Oka Hills 64 22 PHYSICAL SETTING AND GEOLOGY OF THE LOWER LAURENTIANS The study area extends over about 1500 km between the Laurentian Highlands the Ottawa River and other St Lawrence River tributaries in a region that is often referred to as the lower Laurentians Fig 2 1 At low elevations between about 25 and 70 m the region mainly consists of a low relief clay plain incised initially by paleochannels of the Ottawa River as it flowed into Lake Lampsilis a successor basin of the Champlain Sea and subsequently by modern rivers and streams At higher elevations from 70 m to 95 m the region features a drumlinized till plain that was partly reworked by wave action on the shore of Champlain Sea and which acts as important recharge areas for regional aquifers Both terrains mainly trend northeast southwest parallel to the nearby Shield margin Laurentians Elevations rise to 250 m in a large Shield inlier the Oka Hills The region is underlain by Paleozoic sedimentar
203. l proglacial sediment assemblages which are extensively covered by Champlain Sea silt and clay these in turn locally grade into estuarine fluvial and aeolian deposits which form the so called Post Champlain Sea sediments Fig 2 2 These Quaternary sediments had been previously mapped by Richard 1982 and L vesque 1982 B langer pit Pointe Fortune Montreal Island Northwest of Montreal Veillette and Nixon 1984 Prest and Hode Keyse L vesque 1982 This stud Anderson et al 1990 1962 1977 ne HS Holocene Post Champlain Post Champlain Sea Post Champlain Sea Sea sediments sediments sediments Champlain Sea Glacial lake seds 10 ka Champlain Sea Champlain Sea als Candona 11 3 ka Late Wisconsinen carson sand Unit 5 upper till Argenteuil Till 35 25 ka Mid Wisconsinan Glaciolacustrine Glaciolacustrine seds 65 53 ka sediments 80 75 ka Sand with wood Sangamonian Pointe Fortune sediments fragments gt 48 ka BP units 2 3 4 130 128 ka 300 ka Extrapolated from data from Ridge 1999 Rayburn et al 2003 as well as Richard and Occhietti 2004 Prest and Hode Keyser used the terminology of MacClintock and Stevvart 1965 but it is not used here to avoid any confusion The name Lake Candona is after Parent and Occhietti 1988 Border Till Unit 6 Glaciofluvial seds Oka Till Figure 2 2 Stratigraphic framevvork and correlation chart of Quaternary units
204. la phase pl nimarine et lors de Fexondation surface g n ralement marqu e par des cr tes de plage et parfois remani e par l action olienne lorsqu il s agit de faci s d exondation ces s diments forment g n ralement une couverture mince sur les s diments d eau profonde S diments fins d eau profonde silt argileux et argile silteuse gris moyen gris fonc massifs lamin s ou stratifi s comprenant localement des rythmites variant de moins de 1 m plus de 80 m en forage d paisseur principalement mis en place par d cantation durant la phase d inondation marine S DIMENTS FLUVIOGLACIAIRES S diments stratifi s mis en place par les eaux de fonte au contact ou proximit du glacier Les unit s sises sous la limite marine ont g n ralement t remani es par les vagues et les courants lors de la submersion marine et de Pexondation S diments d pandage proglaciaire subaquatique sable et sable silteux un peu de gravier de 1 20 m d paisseur formant des amas mis en place en eau plus ou moins profonde au bout de tunnels sous ou intra glaciaires d bouchant dans le lac Candona ou la Mer de Champlain parfois expos s sous les argilo silts marins dans les sabli res S diments juxtaglaciaires sable et gravier blocs un peu de till ou de diamicton jusqu 40 m d paisseur formant des eskers des kames et des cr tes morainiques dont la surface est g n ralement bossel e S DIMENTS GLACIAI
205. la recharge sur une grille stratigraphique 3D Sgrid Note Les commandes pr sent es dans cette section d crivent les operations appliqu es sur une Sgrid form e de 4 couches ou r gions Roc Till Gl Ma Ma argile marine unit la plus confinante Gl silt glaciolacustre aquitard Till diamicton d origine glaciaire aquitard Roc roc fractur aquif re Figure D 3 Sgrid avec une couche de cellules a paisseur variable par unit hydrostratigraphique II faut d abord cr er les propri t s suivantes Porosity porosit de chaque unit nth k le produit de l paisseur d une unit et de sa porosit dh diff rence de charge hydraulique entre l aquitard Ma et le l aquif re Roc q recharge DAT Downward Advective Time temps advectif de la recharge 265 On suppose que la propri t dh diff rence de charge hydraulique a t calcul e l aide de surfaces pi zos et que les r sultats ont t transf r s sur la Sgrid On commence par calculer Pepaisseur des cellules Commande gocad on SGrid Merged grid sgrid compute cells thicknesses Along I false property name 1 thk I Along J false property name Jthk J Along K true property name K thk K True DZ false Ensuite il faut cr er les r gions Roc confined et Unconfined_aquifer sur la couche Roc Commandes gocad on BitRegionManager Merged grid between geologic features
206. lain by thick Champlain Sea silt and clay Figs 2 7 and 2 8 Microfaunal assemblages were found to be poor in many samples but in spite of this limitation they suggest deposition in a low salinity environment for most of the unit except for the upper meter or so where the presence of s andiella helenae requires a higher paleosalinity probably close to 25960 Fig 2 8 However the number of observed specimens is too small to confidently assign that sample to Zone A of Guilbault 1989 which corresponds to the marine maximum but it is close to it It is thus likely that most of the silty clay below that sample was deposited during the early phase of the Champlain Sea again suggesting high sedimentation rates 79 g Dm amp et Es Ys 2 SIS Y 1 8m E 5 CLES S se S os FESSOR SE SE SESS PS Fm FFE CFF ESESSSF E e Fmid FF FSIS FES d ZZ Ada m d E D SES FEFE n FMS RGA Jejeje si LIT 87 s 3 1 8 R73AL 2 1 111 5 Zom Fm as 5 8 1 T T T T 111111 o a R77AL 2 1 5 1 1 1 c E E 8785 4 2l 11 111113 5 40 foraminifers ostracodes 00_STJPH 1 2 2 5 e 5 10 e 40 60 Location UTM NAD83 50 Fm ayn 55 Fm Pebble counts X 579773 55 d in 2 4 mm fraction E 32mm Y 5042208 g gt
207. le sources references in text These features clearly indicate that several changes in ice flow direction occurred in the upper St Lawrence Valley during the last glacial cycle Early southward ice flow shifted clockwise and was followed by a significant southwestward flow phase which was in turn followed by a late glacial counterclockwise shift between Ogdensburg and Vaudreuil reorientation x Ice stream flow 2 TE 74 Figure 2 12 a Abundant streamlined landforms of assumed glacial origin observed on the DEM converge toward the southwest into the Kingston area Some south trending drumlin fields are also apparent A relative chronology is proposed 1 2 for the different landform assemblages b Proposed ice flow lines 93 2 5 4 A glacial dynamics model for the upper St Lawrence Valley In light of the above results and interpretation a glacial dynamics model is proposed for the upper St Lawrence Valley whereby a switching mechanism operates between a normal mode and an ice stream mode Fig 2 13 Argenteuil Till was deposited during normal flow Figs 2 13a and 2 13b a situation which appears to correspond to early and full glacial conditions and which is characterized by southward ice flow across the valley and into the Adirondacks This full glacial mode was followed by an abrupt shift in ice flow direction due to extensive glacial streaming in the Lake Ontario basin and upper St Lawrence valley Fig 2 13
208. lement de l information en 1D forage vers une compr hension en 2D via des coupes g ologiques puis une interpolation des coupes 2D pour former un mod le 3D Il est important de noter que l information d taill e de la carte g ologique de surface et les donn es fiables entre les coupes sont galement prises en compte lors de l interpolation Le mod le final s appuie donc sur les coupes interpr t es la carte g ologique et les donn es de qualit qui constituent Phypothese contraindre Une fois compl t le mod le g ologique regional est constitu la base d une surface continue ie le roc et de surfaces discontinues ie les unit s quaternaires interconnect es entre elles et repr sentant le sommet de chacune des principales unit s du bassin cf Chapitre 3 Une repr sentation topologique des unit s sous forme de r gions 3D et des grilles stratigraphiques peuvent tre g n r es partir de ce squelette Dans ce projet ces objets sont utiles pour obtenir l paisseur et le volume des unit s De plus les grilles constituent le principal outil pour estimer la vuln rabilit de l aquif re rocheux la contamination cf Chapitre 4 Un sommaire des concepts et m thodes de cartographie de la vuln rabilit est pr sent plus loin cf section 1 3 3 34 1 3 2 La mod lisation g ologique tridimensionnelle 1 3 2 1 Objets et m thodes La mod lisation g ologique tridimensionnelle a
209. lement other grid generation tools currently used in hydrogeology into geomodeling systems and to provide other appropriate interfaces to improve inter operability between softwares and to enable more efficient interactions between different specialists using the model The most interesting one being an interface between the GFM and the 141 hydrogeologic numerical model More effective linkages are also needed with database systems Sl CONCLUSION A computer based 3D Geologic Framework Model GFM was built during a regional hydrogeologic survey in southwestern Quebec Canada The purpose of constructing such a model is to obtain a consistent representation of the stratigraphic architecture as it is understood from the available data and to use it for qualitative and quantitative geologic hydrogeologic analyses It is the view of the authors that a three dimensional modeling approach is the most adequate way to capture the subsurface complexity of most geologic settings which can lead in the context of an integrated approach to improved hydrogeologic appraisals This paper has shown some of the significant advantages of using such a 3D geomodeling approach for hydrogeologic applications With increasing availability accessibility to technology 3D geomodeling is expected to become a standard in the near future However reconstructing the stratigraphic architecture in 3D is not a trivial task and close interactions with some hydrogeologic
210. les N 6d Glacial geology An introduction for engineers and earth scientists Oxford Pergamon Press 349 368 Logan C Russell HAJ Sharpe DR 2001 Regional three dimensional stratigraphic modelling of the Oak Ridges Moraine area southern Ontario Dans Current Research 2001 D1 Geological Survey of Canada Logan C 2002 Regional 3D structural model of the Oak Ridges Moraine and Greater Toronto Area southern Ontario Version 1 0 Geological Survey of Canada Open File 4329 MacAyeal DR 1993 Binge purge oscillations of the Laurentide Ice Sheet as a cause of North Atlantic s Heinrich Events Palaeoceanography 8 775 784 MacClintock P Dreimanis A 1964 Reorientation of till fabric by overriding glacier in the St Lawrence Valley American Journal of Science 262 133 142 MacClintock P Stewart DP 1965 Pleistocene Geology of the St Lawrence Lowland New York State Museum and Science Service Bulletin 394 MacPherson JB 1967 Raised shorelines and drainage evolution in the Montreal Lowland Cahiers de G ographie de Qu bec 11 242 260 Mallet J L 1989 Discrete smooth interpolation Association for Computing Machinery ACM Transactions on Graphics 8 2 121 144 Mallet J L 1992 gOcad A computer aided design program for geological applications Dans Turner K ed Three dimensional modeling with Geoscientific Information Systems Kluwer Academic Publishers Dordrecht Holland Nato ASI Series C 354 123 141 200 Mallet J L 2
211. ll Glaciolacustrine Suf sediments Dms FI Suf Dmm Sr Suf S with intraclasts 1 Out 72m m with intraclasts uf Fm A aa 4 d gt AL 1 Ok 2 Sandstone E ii Covey Hill Frm ii 3 Potsdam Gr Figure 2 5 a Stratigraphic log of borehole 00 CHS F2 Two superposed tills overlying proximal glaciolacustrine sediments are recognized b Close up view of the tills showing contrasting facies Lithologic and geochemical results indicate that Argenteuil Till was deposited by ice flowing toward the south over its own proglacial suite of glaciolacustrine sediments while Oka Till was clearly deposited by ice flowing toward the SW See text for explanation on provenance 72 2 4 1 2 Argenteuil Till The lower till is herein named Argenteuil Till from the name of the regional county municipality At the borehole site the Argenteuil Till is a dark olive gray SY 3 2 and dense matrix supported diamicton Fig 2 5b underlain by proximal glaciolacustrine sediments and overlain by a younger till sheet Oka Till Fig 2 5a The 9 m thick Argenteuil Till is remarkably consolidated and it has a low water content It is characterized by a high content of Canadian Shield clasts and dolostone clasts and a low sandstone content Fig 2 58 In addition its Na20 concentration is similar to most till samples from the Laurentian Highlands which is about 3 2 whereas t
212. ll sheet Tills were characterized on the basis of their facies and lithic content as well as their 67 geochemical signature only the regionally significant results are presented in this paper cf Appendix A Niobium Nb and light rare earth elements LREE are used as the main indicators of glacial dispersal from known carbonatite intrusions Niobium is a particularly reliable indicator since 1 it is relatively immobile in the secondary environment 2 it is associated with resistant minerals such as pyrochlore and most importantly 3 it is practically absent in metamorphic and sedimentary carbonate rocks that underlie much of the region Van Wambeke 1960 Carbonatites are also characteristically enriched in REE Van Wambeke 1960 and the minerals of the local Oka carbonatite are remarkably rich in LREE Gold et al 1986 Chakhmouradian 1996 Other elements were also used but to a lesser extent The geochemical analyses were conducted at the INRS ETE laboratory in Qu bec City using ICP AES for major ions and trace metals and ICP MS for Nb and REE A few samples of proglacial rhythmites from boreholes and sections were submitted to J P Guilbault in Montreal for micropaleontological analyses in an effort to better discriminate between glaciolacustrine and glaciomarine depositional environments Other samples of Champlain Sea sediments were also submitted Finally a few AMS radiocarbon ages were obtained on bivalves and wood fragments Thes
213. mati re organique de 0 5 a 5 m d paisseur surface g n ralement marqu e par des lev es et barres alluviales et parfois remani e par Paction olienne Alluvions des terrasses fluviales anciennes sable silt sableux et gravier contenant un peu de mati re organique de 0 5 5 m d paisseur restreintes des zones situ es principalement en marge des couloirs fluviaux actuels entre la Rivi re du Nord et la Rivi re des Outaouais Les faci s estuariens sont fr quents dans cette unit Surface g n ralement marqu e par des lev es et barres alluviales et parfois remani e par l action olienne l abaissement du niveau de base est visible par Petagement des terrasses SEDIMENTS DU LAC LAMPSILIS S diments mis en place dans le lac Lampsilis un bassin successeur de la Mer de Champlain et anc tre du Lac Saint Pierre actuel comprenant principalement des sables et graviers littoraux et pr littoraux pouvant aussi inclure des s diments remani s partir d unit s sous jacentes Les s diments fins mis en place dans ce bassin n ont pas t diff renci s de ceux mis en place dans la Mer de Champlain Dans cette partie du bassin le passage des eaux saum tres de la fin de la Mer de Champlain aux eaux douces du Lac Lampsilis s est produit a une altitude d environ 65m S diments littoraux pr littoraux et d exondation sable silt sableux sable graveleux et gravier stratifi s et g n ralement bien tri s d
214. mbriennes font partie de la Province de Grenville Quelques intrusions cr tac es sont galement dispers es dans le secteur Les plus importantes sont situ es dans les d pressions l int rieur des collines d Oka et de Saint Andr Gold 1967 Globensky 1987 l chelle du bassin la s quence pal ozo que atteint par endroits 3000 m tres d paisseur et comprend partir de la base des conglom rats et des gr s Gr de Potsdam surmont s par des dolomies Gr Beekmantown et une paisse s quence constitu e essentiellement de calcaires groupes de Chazy de Black River et de Trenton Clark 1972 Globensky 1987 Le reste de la s quence est constitu de roches silico clastiques notamment les shales de la Formation d Utica et celles des groupes de Lorraine et de Queenston Toutefois ces derni res ne sont pas pr sentes dans la r gion d tude Fig 1 4 Cette s quence t moigne du d veloppement d une plate forme s dimentaire au cours d une importante transgression marine et de son volution vers un bassin d avant pays cr par l avanc e des nappes appalachiennes Lavoie 1994 Les strates pal ozo ques ont une attitude horizontale quoique l g rement ploy es en de larges structures formant des anticlinaux et des synclinaux Fig 1 4 Des failles d importance variable recoupent aussi les strates pal ozo ques Les principaux l ments structuraux sont orient s NE SO et E O Quelques uns sont aus
215. ment devenu l outil de choix dans la d marche m thodologique d ploy e pour atteindre les objectifs 2 et 3 de la pr sente recherche Les notions th oriques de base concernant la mod lisation des objets g ologiques en g n ral et aussi celles sp cifiques au logiciel sont bri vement d crites dans la section suivante cf section 1 3 2 Suite la d cision d utiliser ce logiciel plut t que Microstation il est devenu clair qu une seule tape de transfert des donn es aurait suffit puisqu il est possible de faire tout le travail de mod lisation g ologique dans gOcad La liste des logiciels utilis s est pr sent e au Tableau 1 3 33 Tableau 1 3 Liste des logiciels utilis s pour la compilation le traitement des donn es et les analyses g ologiques et hydrog ologiques Logiciel Type Utilit dans le projet Fieldlog CGC Base de donn es Gestion des donn es du projet CartNat Access Microsoft Base de donn es Gestion des donn es du projet AFSOQ MapInfo Vertical SIG Visualisation et analyse spatiale Mapper MapInfo Microstation DAO CAO 2D 3D Visualisation des donn es construction Geopack Bentley d une surface topo et de coupes g ologiques gOcad Earth G omod lisation Visualisation interpolation analyse des Decision Sciences multidimensionnelle donn es construction d objets g ologiques analyses hydrog ologiques contextes hydro vuln rabilit L approche pr conis e vise passer graduel
216. n lithologique devraient fournir des l ments nouveaux sur les tills de ce secteur alors que la datation par luminescence des s diments glaciolacustres identifi s entre ces tills pourrait permettre de mieux contraindre dans le temps le cadre stratigraphique Les s quences identifi es sur l le de Montr al Prest et Hode Keyser 1977 m riteraient aussi d tre r examin es en particulier les tills Une analyse de leur provenance devrait permettre de meilleures corr lations En outre la s quence de Pointe Fortune Veillette et 181 Nixon 1984 Anderson ez al 1990 est l une des plus importantes s quences dans l Est du Canada et pourtant sa description en sous surface demeure incomplete En particulier la composition et le faci s du Till de Rigaud Etage Illinoien n ont pas fait l objet d une tude d taill e sa provenance n est donc pas connue et aucune donn e pr cise n existe permettant de v rifier la pr sence d autres unit s plus anciennes sous ce till Des lev s g ophysiques et ventuellement un forage stratigraphique la localit type apporterait fort probablement des l ments nouveaux et significatifs sur la stratigraphie quaternaire de l Est du Canada L architecture stratigraphique en sous surface demeure donc sch matique maints endroits dans la vall e du Saint Laurent Am liorer cette connaissance permettrait de mieux comprendre le milieu physique et son volution au Quaternaire et fournirait de
217. n b rep local Voxet avi Video d un voxet local Coupes Coupe_A xs Coupe gOcad Coupes g ologiques Coupe AA vs Coupe gOcad Coupe 5 Coupe gOcad Coupe_B xs Coupe gOcad Coupe_C xs Coupe gOcad Coupe Z xs Coupe gOcad Transvers1 pl Coupe gOcad Transvers2 pl Coupe gOcad Cartographie Unit s cartes 31G09 At pl 31G09 Ax pl 31G09 Ma pl 31 09 1 31G09 roc pl 31G09 till pl 31H12 Ax pl 31H12 Lb pl 31H12 Mb pl 31H12 Mani 31H12 Gx pl 31H12 till pl 31H12_roc pl Courbe gOcad Courbe gOcad Courbe gOcad Courbe gOcad Courbe gOcad Courbe gOcad Courbe gOcad Courbe gOcad Courbe gOcad Courbe gOcad Courbe gOcad Courbe gOcad Courbe gOcad Donn es des cartes g ologiques et topographiques en 2 5D Affleur vs Points gOcad Hydrographie pl Courbe gOcad Topo ne vs Points gOcad Topo_pts vs Points gOcad Route_P pl Courbe gOcad Route_S pl Courbe gOcad bd carto bd carto2 Access Base de donn es cartographiques Code de lithofacies Code doc VVord Code utilis au Chap 2 Forages CGQ gp Groupe gOcad Forages Consultants gp Groupe gOcad stratigraphiques et GSC 71 gp Groupe gOcad g otechniques MEF gp Groupe gOcad MTQ gp Groupe gOcad Tableau F 1 suite 282 G ophysiques Sismique Roc_StBen pl Courbe gOcad Lignes interpr t s Pretill StBen pl Courbe gOcad courbes cf Till StBen pl Courbe gOcad Chap 2 Gx_StBen pl Courb
218. n compte dans la planification urbaine afin d viter que ces ressources ne soient enfoufes sous les zones urbanis es LISTE DES REFERENCES AGEOS INRS Eau 1998 Atlas hydrog ologique des Basses Terres du Saint Laurent R gion de Mirabel Allen JRL 1983 Studies in fluviatile sedimentology Bars bar complexes and sandstone sheets low sinuosity braided streams in the Brownstones L Devonian Welsh Borders Sedimentary Geology 33 237 293 Allen PA Allen JR 2004 Basin analysis Principles and applications 2nd edition Blackwell Scientific Oxford Aller LT Bennet T Lehr JH Petty RJ Hackett G 1987 DRASTIC A standardized system for evaluating groundwater pollution potential using hydrogeologic settings NWWA EPA Series EPA 600 2 87 035 Alley RB 1991 Deforming bed origin for southern Laurentide till sheets Journal of Glaciology 37 67 76 Alley RB 1998 Icing the North Atlantic Nature 392 335 337 Alley RB Blankenship DD Bentley CR Rooney ST 1986 Deformation of till beneath Ice Stream B West Antarctica Nature 322 57 59 Alms R Klesper C Siehl A 1996 Three dimensional modeling of geological features with examples from the Cenozoic lower Rhine Basin In Forster A Merriam DF ds Geological Modeling and Mapping Plenum Press New York 113 133 Anandakrishnan S Blankenship DD Alley RB Stoffa PL 1998 Influence of subglacial geology on the position of a West Antarctic ice stream from seismic observations
219. n shell fragments extracted from borehole 00 CHS F2 Fig 2 5a at an elevation of 24 5 m suggests that almost half of the fine grained proglacial sedimentation occurred in the early stages of marine sedimentation in some parts of this valley Fig 2 4b Lastly the analysis of the seismic profile suggests that a turbidite succession below Champlain Sea sediments may reach up to about 15 m in thickness Fig 2 4b in deeper parts of the valley T 00 CHS F1 Natural gamma cps Depth m Location s 8 8 B 52 Om UTM NAD83 X 558400 Y 5049005 Elevation 48 masl FI Champlain Sea sediments Coarse layer E e o 27 Am RO36DD Fm 32m 039 35m Fm d TT TI Si Ros2a hoj Hi2 2 T 375m E foraminifers ostracodes 38 7m_EXE3 Flv SI Suf Outvvash fan 1 GRmc Abundant lithic fragments esp Pink igneous rock 51 2 52 4 JL Jm Glaciofluvial sediments Bem Figure 2 6 Stratigraphic and gamma logs of borehole 00 CHS Fl see also Appendix C for additionnal logs The outwash sediments conformably overlie boulders of assumed glaciofluvial origin The coarse layer within the marine unit is composed of laminated silt and silty clay interlayered with closely spaced very fine sand partings The microfaunal assemblage of sample R039A requires a salinity between 10 and 25 o Distinction between glaciolacustrine and glaci
220. n sur la nature et l paisseur des unit s quaternaires fournie par le mod le 3D peut tre utilis e dans l valuation r gionale des dommages potentiels associ s aux mouvements de terrains lors de tremblements de terre En effet l amplification du mouvement du sol la surface lors d un tremblement de terre d pend en partie de la nature et de l paisseur des unit s quaternaires 1 serait donc utile de d velopper et d utiliser des mod les 3D dans les zones forte sismicit afin de localiser et cartographier l chelle r gionale les secteurs o les conditions de surface et de sous surface sont propices de fortes amplifications e g vall es enfouies Les secteurs n ayant pas encore fait l objet de lev s g ophysiques pourraient alors tre s lectionn s pour des tudes locales visant estimer les vitesses de cisaillement des unit s et mesurer plus pr cis ment leur paisseur Toutes ces donn es fourniraient une information de base utile la planification et l am nagement du territoire Les mod les 183 3D r gionaux constituent galement une source d informations fort utiles pour la gestion des ressources granulaires a l chelle r gionale Ces derni res se font de plus en plus rares a proximit des centres urbains et un modele 3D peut servir a estimer la distribution et le volume des ressources encore disponibles au dessus de la nappe phr atique Les r sultats e peuvent alors tre pris e
221. n the Appalachians of southeastern Qu bec 53 1 117 135 Parent M Paradis SJ Doiron A 1996 Palimpsest glacial dispersal trains and their significance for drift prospecting Journal of Geochemical Exploration 56 123 140 Patterson CJ 1998 Laurentide glacial landscapes The role of ice streams Geology 26 7 643 646 Peters L Daniels JJ Young JD 1994 Ground penetrating radar as a subsurface environmental sensing tool Proceedings Institute of Electronical and Electronics Engineers 82 1802 1821 Pettyjohn WA Randich PG 1966 Geohydrologic use of lithofacies maps in glaciated areas Water Resources Research 2 4 679 689 Pflug R Harbaugh JW ds 1992 Computer graphics in geology Three dimensional 204 computer graphics in modeling geologic structures and simulating geologic processes Springer Verlag London Pomerol C Bebin C Lancelot Y Le Pichon X Rat P Renard M 1987 Stratigraphie m thodes principes applications 3 dition Doin Paris Prest VK 1970 Quaternary geology of Canada Chapter XII In Geology and Economic Minerals of Canada RJW Douglas d Geological Survey of Canada Economic Geology Report No 1 5 edition pp 676 764 Prest VK Hode Keyser J 1962 Surficial Geology and Soils Montreal Area Quebec D partement des travaux publics Montr al Prest VK Hode Keyser J 1977 Geology and Engineering Characteristics of Surficial Deposits Montreal Island and Vicinity Quebec Geologica
222. n the modeling procedure are presented in Fig 3 6 The surfaces can be built first with non standardized borehole data to provide quick maps in support of decision making in the early stages of 120 an investigation and be modified as validation results and new data become available geological maps new boreholes geophysical data cross sections etc As more data are added evaluated and corrected the surfaces are better constrained and become increasingly accurate Once cross sections and data validation procedures are completed new surfaces are built to provide a final model with maximum geological consistency and to make sure there are no remaining artifacts related to earlier versions of the model Cross section curves and geological map contacts are used here as the main expert knowledge constraints cf Fig 3 4b but other constraints were also applied to take into account reliable data between cross sections in order to increase the accuracy of interpolated surfaces These include topographic data small outcrops curves from interpreted seismic profiles and contacts from boreholes with a reliability factor of 4 or 5 121 Initial data gathering Surfaces constrained on point sets ex boreholes topography curves ex map polygon and other parameters range thickness etc Interpolation using DSI New surfaces are built after quality control and integration of newly acquired data from field survey Construction o
223. nance Moreover Sr concentrations of two till samples Fig 2 8 among the highest ones obtained for till over the study area are in the range of those obtained for till overlying limestone rocks Table 2 1 and also for tills located close down ice from carbonatite bodies The till is underlain by sandstone Fig 2 8 and since the average Sr abundance in sandstone is about 30 times less than that of limestone 610 ppm in limestone cf Turekian 1977 much of the Sr likely likely originates from the widespread limestone strata about 15 km 78 northeast of the site cf Globensky 1987 Conversely other elements such as La and Cr are slightly anomalous indicating a contribution from carbonatite rocks One plausible source may be the small alkaline intrusive body located about 5 km to the northeast cf Globensky 1987 A palimpsest glacial dispersion signal cf Parent et al 1996 from the Oka carbonatite located 5 3 km west of the site is plausible but cannot explain on its own the strong Sr anomaly and the much less significant La and Cr anomalies The composition of the till at the borehole requires the mixing of a large quantity of fine grained material from a limestone source with a small quantity originating from an alkaline intrusion This till is thus thought to have been deposited during a southwest ice flow phase and is considered equivalent to Oka Till as defined in the CHS buried valley As mentioned above the till is over
224. nants by travel time distributions Journal of Environmental Engineering 115 3 497 512 Halbwachs Y Courrioux G Renaud X Repusseau P 1996 Topological and geometric 195 characterization of fault networks using 3 dimensional generalized maps Mathematical Geology 28 5 625 656 Hamel A 2002 D termination de la recharge des aquif res de roc fractur du sud ouest du Qu bec M moire de maitrise Universit Laval Hamel A Therrien R G linas PJ 2001 Groundwater recharge of fractured rock aquifers in southwestern Qu bec 2nd joint IAH CGS groundwater conf 2001 an Earth Odyssey Proc 2 pp 1078 1084 Hamilton DE Jones TA eds 1992 Computer modeling of geologic surfaces and volumes AAPG Computer Applications in Geology n 1 Hardy F Lamothe M 1997 Quaternary basin analysis using infrared stimulated luminescence on borehole cores and cuttings Quaternary Science Reviews Quaternary Geochronology 16 417 426 Harrington CR Occhietti S 1988 Inventaire syst matique et pal o cologie des mammiferes marins de la Mer de Champlain fin du Wisconsinien et de ses voies d acc s G ographie physique et Quaternaire 42 45 64 Hart JK 1999 Identifying fast ice flow from landform assemblages in the geological record a discussion Annals of Glaciology 28 59 66 Herzog BL Larson DR Abert CC Wilson SD Roadcap GS 2003 Hydrostratigraphic modeling of a complex glacial drift aquifer system for importation into MODFLOW Gr
225. nces Ground and Water Theory to Practice October 20 23 Niagara Falls Ontario session 15 707 712 Frind EO Muhammad DS Molson JW 2002 Delineation of three dimensional well capture zones for complex multi aquifer systems Ground Water 40 6 586 598 Gadd NR 1971 Pleistocene Geology of the Central St Lawrence Lowland with selected 193 passages from an unpublished manuscript The St Lawrence Lowland by JW Goldthwait Geological Survey of Canada Memoir 359 Gadd NR 1980a Ice flow patterns Montreal Ottawa lowland areas Dans Current Research Part A Paper 80 1A Geological Survey of Canada pp 375 376 Gadd NR 1980b Late glacial regional ice flow patterns in eastern Ontario Canadian Journal of Earth Sciences 15 1439 1453 Gadd NR 1981 Anorthosite erratics of probable laurentian origin in the vicinity of Buffalo New York Dans Current Research Part C Paper 81 1C Geological Survey of Canada pp 63 64 Gadd NR 1987 Geological setting and Quaternary deposits of the Ottawa region Dans RJ Fulton dir Quaternary geology of the Ottawa region Ontario and Quebec Geological Survey of Canada Paper 86 23 pp 3 9 Gadd NR 1988 The basin the ice the Champlain Sea Dans NR Gadd dir The Late Quaternary development of the Champlain Sea basin Geological Association of Canada Special Paper no 35 pp 15 24 Galera C Bennis C Moretti I Mallet J L 2003 Construction of coherent 3D geological blocks Computers amp
226. nd Rogen moraines south of Rigaud Mountain Richard 1982 Corbeil 1984 Southeastward striae were also found on a few outcrops northwest of the site Bolduc and Ross 2001a This combined evidence suggests that the southwestward flow phase is not the last ice flow event in this region as opposed to elsewhere in the study area Indeed glacial landforms striations and crosscutting relations as well as data from the Oka Till indicate that east of Pointe Fortune the last ice flow event was toward SW Therefore due to its location and also its stratigraphic position the upper till exposed in the B langer pit sometimes referred to as the Border Till Anderson ef al 19900 may contain important clues to unravel the complex Wisconsinan glacial events of this region and to evaluate the relative importance of the different flow phases on till deposition Gwyn and Thibault 1975 carried out till fabric analyses in the upper till at the B langer pit and the results suggest ice flow toward SSW On the basis of a single pebble count n 100 Veillette and Nixon 1984 concluded that the upper till was deposited by ice flowing 85 toward SSW To further constrain this interpretation and to check for a possible ice flow shift geochemical analyses were carried out on three samples Table 2 2 All three samples yielded values which appear to be above background for Nb and LREE and there is a significant increase in the uppermost sample Table 2 2 Fo
227. nd plusieurs l ments de cette description D autres elements descriptifs proviennent de l analyse des cartes des formations superficielles de Bolduc et Ross 2001a 2001b 2002 cf Appendice I Les principaux l ments physiographiques sont illustr s la Figure 1 5 19 528 000 mE 600 000 mE z 4 ga 5 8 Collines 4 et de Saint Andr 5 D a Basse plaine te Anne des Plaines Haute plaine Saint J Vall e de la faille Riv du Nord et Riv ss Ma S Riv de l Ouest Aes Les Laurentides Saint Hermas Basse plaine 2 Kilometres 2 132 des E 8 Deux Montagnes S Pointe aux Anglais 22 8 z 528 000 m E 600 000 Figure 1 5 Principaux l ments physiographiques de la r gion l tude et les localit s mentionn es dans le texte Une troite zone au nord du secteur a l tude fait partie des Laurentides Celles ci atteignent 200 m d altitude au nord ouest de Lachute Cette zone pr sente une topographie accident e dont les principales d pressions sont de nature structurale et orient es soit NE SO soit NO SE Entre Lachute et Saint J r me les Laurentides sont limit es au sud par la vall e de la rivi re du Nord qui suit une d pression troite le long d un contact de faille s parant la Province de Grenville d une part et la Plate Forme des Basses Terres du Saint Laurent d autre part Cette d pression est aujourd hui combl e
228. nes d Oka et la haute plaine de till et dans une certaine mesure par les principales d pressions Les hauts topographiques repr sentent les 24 principales zones de recharge alors que les vall es enfouies offrent les meilleures conditions de confinement Quelques secteurs d eaux souterraines sal es taient connus avant cette tude Simard 1978 AGEOS et INRS EAU 1998 et ils sont localis s vis vis des portions surcreus es des d pressions Enfin les unit s sableuses situ es stratigraphiquement au dessus des argiles marines constituent des aquif res perch s En raison de leur tendue limit e ces derniers sont rarement exploit s pour l eau souterraine dans le secteur d tude Il est noter que ces aquif res libres sont dans certains cas connect s directement au roc ou des s diments fluvioglaciaires perm ables qui s tendent sous l argile tel l esker de Sainte Th r se cf Chapitre 3 Les donn es concernant la recharge apparaissent dans Hamel 2002 alors que les r sultats concernant les propri t s hydrauliques de l aquif re et ceux de la mod lisation num rique apparaissent respectivement dans Nastev et al 2004 et Nastev ef al sous presse Finalement l origine et l volution hydrog ochimique de l eau souterraine de la r gion ont t tudi es par Cloutier 2004 1 3 M THODOLOGIE 1 3 1 L analyse de bassin une approche int gr e L approche pr conis e dans c
229. ng drumlin fields are also apparent on the DEM Fig 2 12a and have been mapped by several workers e g Terasmae 1965 Corbeil 1984 Some of these drumlins are found on the crest of the southwest trending till ridges and Carl 1978 suggested that the Rogen moraines and drumlins on the northern flank of the Adirondacks form a typical transition belt These contrasting ice flow features are interpreted as resulting from an abrupt shift in regional ice flow patterns which may have been caused by the shutdown of a southwest trending ice stream Fig 2 12b 91 R d 75 b e Salnfe Adele V Sai ti R SE AAA x Carbonate rich q 4 ornwall 8688 Sion 2 1 UZ Lu Fort d Chateaugaye J 7 vA Laf ae f Malone 2 2 3 St d A Potsdam 10 Crosscuting Fo _ WE g Y relations M SCH Drumlin KEE 4 F Ge Rogen moraine JUN po Ch A Gouverneur Anorthosite erratic Kin aton from Sainte Ad le y ze e 2 Carbonatite and d SCH Adirondack Highlands its dispersal train A Nb anomaly Pointe Fortune Figure 2 11 Selected glacial striae streamlined landforms and other ice flow indicators in the upper St Lawrence Lowlands compiled from multip
230. nn es e Modifier la g om trie de la surface l aide du DSI de mani re a ce qu elle respecte l ensemble des donn es et des contraintes Il est important de noter que la notion de mod le discret M O N o C bri vement d crite ci haut ne fait qu une approximation de la topologie des objets r els Cependant les modeles topologiques integres au logiciel gOcad permettent de detecter et d extraire sans ambiguit s les portions adjacentes entre les entit s topologiques de n dimensions La sous surface compos e de surfaces triangul es interconnect es Fig 1 7a peut alors tre d compos e en un ensemble de r gions 3D ou larges cellules 3D cf Fig 1 7b dont les limites correspondent aux limites ou surfaces g ologiques contacts failles etc Cette partition est tr s utile pour les besoins de visualisation et pour le calcul des volumes totaux Toutefois la partition de l espace en larges r gions 3D n est pas appropri e pour plusieurs applications sp cifiques telles l analyse g ostatistique de l h t rog n it a l int rieur des objets g ologiques et la simulation des processus dynamiques Dans les deux cas il est n cessaire de discr tiser davantage les volumes cf Figs 1 7c 1 7d Dans gOcad les trois principaux types de grilles peuvent tre g n r s i e e Des grilles r guli res dans lesquelles les cellules ont une forme hexa drique cubique Certaines grilles peuvent tre compos
231. noeud o et ses propri t s Figure D 1 Transfert vertical des donn es du MSG vers une grille 2D 257 Note Les scripts pr sent s dans cette section ont t utilis s pour le MSG de la region a Petude Il faut donc adapter ces scripts pour les utiliser avec un autre MSG Propri t s X Y Z coordonn es des noeuds de la grille piezo donn es pi zom triques Topo_real donn es topographiques Zroc real l vation du roc TKtotl paisseur des s diments quaternaires TKtot paisseur totale de la s quence s diments quat roc non satur e TKsable paisseur des unit s sableuses au dessus de l argile marine TKMa paisseur de l argile marine TK x paisseur des s diments fluvioglaciaires TKtill paisseur du till TKpt paisseur des s diments sous le till TK roc paisseur de roc non satur Infiltration donn es d infiltration q flux vertical KMa conductivit hydraulique de l argile 107 a 10 m s dh diff rence de charge hydraulique Tv temps de transport advectif de la recharge Infiltration maximale moyenne p riode entre 1993 et 2000 par type de sediments Hamel 2002 Sable r gressifs 7 61x10 m s ou 240 mm an Argile marine 4 75 x10 m s ou 150 mm an Gravier fluvioglaciaire 9 51x10 m s ou 300 mm an Till 6 34 x10 m s ou 200 mm an 258 Roc fractur 9 51x10 7 m s ou 300 mm an Infiltration minimale et maximale p riode entre 1993 et 2000
232. nt end products as well as a simplified framework depending on the needs of the application hydrogeologic settings characterization aquifer vulnerability mapping groundwater flow simulation etc 3 It is a step toward more integrated approaches where data and knowledge are grouped in a common system model to reduce redundancy It allows for multiple usages and improves the consistency uniformity between end products It also contributes to streamline updating procedures 4 The method is efficient enough for one person to gather the data verify the quality and construct the model in a time frame which should be less than 20 25 of the total amount of time typically 3 years devoted to a regional hydrogeology project 143 3 8 ACKNOWLEDGMENTS This paper is part of a Ph D dissertation at INRS Eau Terre et Environnement The work was supported by Natural Resources Canada Economic Development Canada Conseil Regional de D veloppement Laurentides Minist re de l Environnement du Qu bec and the Regional County Municipalities of Argenteuil Deux Montagnes Mirabel and Th r se de Blainville Financial support to the first author was provided through scholarships from the Fonds Qu b cois de la Recherche sur la Nature et les Technologies and computing resources were provided by the Laboratory of numerical cartography and photogrammetry of the Geological Survey of Canada Quebec office The authors would like to thank Dr Martine M S
233. nts sableux sous les argiles de la vall e de la rivi re du Nord sont de diverses origines Des s diments fluvioglaciaires sont pr sents mais ils sont interconnect s avec des corps s dimentaires issus d autres processus associ s la Mer de Champlain en particulier le remaniement d des glissements sous marins et aux vagues de temp tes sur les hauts fonds en bordure des Laurentides Cette th se permet donc de d finir la nature l origine et l architecture stratigraphique des formations quaternaires des basses Laurentides en particulier celles situ es dans les 178 vall es enfouies et sous les argiles marines Pour la premi re fois deux couches de tills sont reconnues dans cette r gion et corr l es a des phases d coulement glaciaire distinctes Auparavant toutes les directions d coulement glaciaire taient associ es un seul till e g L vesque 1982 ou encore comme sur l le de Montr al Prest et Hode Keyser 1962 1977 il n y avait que peu ou pas de liens tablis entre la stratigraphie des tills et la dynamique glaciaire r gionale Cette th se pr sente galement des donn es permettant de mieux d finir l tendue du Lac Candona dans ce secteur Il est maintenant etabli que des corps sedimentaires granulaires de diverses origines sont presents sous les argiles marines dans toutes les vall es enfouies de la r gion l tude Ces nouvelles connaissances ont permis de mettre a jour les modeles pal og
234. num rique En outre le transfert des donn es entre le mod le g ologique et le mod le num rique pourrait tre am lior en d veloppant les interfaces appropri s Il y a galement un besoin pour am liorer la compatibilit entre les grilles g n r es dans les syst mes de g omod lisation comme gOcad et les besoins exigences ou contraintes des syst mes de mod lisation num rique couramment utilis s en hydrog ologie eg MODFLOW FEFLOW FRAC3DVS Actuellement les efforts de d veloppement dans gOcad sont surtout concentr s sur les besoins de l industrie p troli re En ce qui concerne l valuation de la vuln rabilit il serait int ressant de d velopper un module dans gOcad r unissant dans une fen tre ou deux toutes les fonctions n cessaires la m thode propos e dans cette th se Les scripts servant attribuer des valeurs aux diff rents param tres de la grille pourraient alors tre d velopp s davantage afin d acc l rer et d automatiser l op ration ce qui permettrait de g n rer rapidement un grand nombre de sc narios Enfin il serait utile de tester la m thode dans d autres contextes afin de mieux valuer ses limites et de d terminer les conditions optimales d utilisation Finalement il est important de mentionner que les r sultats de cette recherche fournissent des informations qui peuvent tre utilis es d autres fins que la caract risation hydrog ologique titre d exemple l informatio
235. nvers MM Yves Michaud et J Hunter pour m avoir introduit aux techniques g ophysiques respectivement le g oradar et la r flexion sismique B Benjumea a effectu le traitement des donn es sismiques J P Guilbault a effectu les analyses micropal ontologiques ric Boisvert et M Daniel Lebel ont guid mes premiers t tonnements en g omod lisation Je voudrais galement remercier de nombreux coll gues en particulier Nathalie Fagnan Kathleen Lauzi re et Luc Mass pour leur aide indispensable sur divers logiciels L aide des stagiaires Genevi ve Delage Jos e Thibodeau et Catherine B land Otis fut tr s appr ci e Je voudrais aussi exprimer ma reconnaissance envers mes coll gues de l INRS et de l Universit Laval Cette recherche a t support e financi rement par l INRS ETE la Commission g ologique du Canada et par de nombreux partenaires Il s agit principalement des vi Municipalit s r gionales de comt d Argenteuil Mirabel Deux Montagnes et Th r se de Blainville le Conseil R gional de D veloppement Laurentides D veloppement conomique Canada et l Association des Professionnels de D veloppement conomique des Laurentides Une partie des travaux de forage a t support e par le Minist re des Transports du Qu bec Enfin cette recherche a galement b n fici e du support financier du Fonds Qu b cois de la Recherche sur la Nature et les Technologies sous la forme d une bourse d tudes sup
236. ocheux fractur de m me que ses conditions de confinement Quatre contextes hydrog ologiques associ s aux formations quaternaires et qui jouent un r le dans le 179 syst me sub r gional regional ont t identifi s 1 les vall es enfouies 2 la plaine de till 3 l esker de Sainte Th r se et 4 la zone a chenaux secondaires et d p ts r siduels Les contextes 2 et 3 repr sentent une grande proportion des zones de recharge alors que les contextes 1 et 4 repr sentent les secteurs confin s o les aquif res granulaires enfouis sont partiellement connect s a l aquif re r gional L aquif re rocheux est recouvert d argile sur 60 du mod le 3D Environ 35 de l aquif re r gional est semi confin par le till et le reste soit environ 5 est en condition de nappe libre i e que le roc affleure ou n est s par de la surface que par des aquif res granulaires La connectivit entre les aquif res granulaires et Taquifere rocheux fractur est limit a 12 de la superficie du mod le De ce pourcentage seulement 2 est constitu d aquif res situ s stratigraphiquement au dessus de l argile marine Le reste soit 10 est constitu d aquif res granulaires partiellement ou enti rement enfouis sous l argile marine et qui sont connect s avec l aquif re rocheux Les aquiferes granulaires situ s stratigraphiquement sous le till ont une tendue vraisemblablement tr s limit e et ne repr sentent que 1 du mod le g olo
237. odeling is however beyond the scope of this paper The reader is thus referred to a few textbooks papers and reports Raper 1989 Pflug and Harbaugh 1992 Hamilton and Jones 1992 Turner 1992 Houlding 1994 Alms ez al 1996 BRGM 1997 Courrioux er al 2001 Jessell 2001 Mallet 2002 A discrete modeling approach was chosen to construct the geologic model The 3D geomodeling system gOcad Earth Decision Sciences 2001 was used on a PC with a Windows 2000 Microsoft platform to carry out this part of the work This software which is being developed by the gOcad Research Group at the Nancy School of Geology France and its partners is specifically designed to construct and analyze geologic objects 115 and their properties Mallet 1992 This tool is mainly developed for applications in the petroleum industry although it is increasingly used in the geosciences in general A complete presentation of the notion of discrete modeling is made by Mallet 2002 With this approach discrete triangulated surfaces can be built from points lines open and closed curves and can be modified by applying the Discrete Smooth Interpolation DSI algorithm Mallet 1989 Mallet 2002 which minimizes a roughness criterion while honoring any linear hard and soft constraints For example DSI can be applied to smooth a surface while honoring exactly some of the control points and only to some degree other less reliable data as well as taking into account thickn
238. odern standard is 95 of the activity of N B S Oxalic Acid The age is referenced to the year A D 1950 SPECIALISTS IN GEOCHRONOLOGY amp ISOTOPE ANALYSIS RADIOCARBON AGE DETERMINATION 235 GEOCHRON LABORATORIES a division of Krueger Enterprises Inc 711 Concord Avenue Cambridge Massachusetts 02138 1002 USA t 617 876 3691 617 661 0148 www geochronlabs com Our Sample No Your Reference Submitted by Sample Name REPORT OF ANALYTICAL WORK GX 28861 AMS Date Received letter dated 01 23 2002 Date Reported Dr Michel Parent Centre G oscientifique de Qu bec 880 chemin Ste Foy bureau 840 C P 7500 Sainte Foy QC G1V 4C7 Canada 01 24 2002 03 15 2002 2000 BZA J2 AGE 10450 40 C years C corrected Description Sample of shell Pretreatment The shells were cleaned thoroughly in an ultrasonic cleaner They were then leached thoroughly with dilute HCI to remove additional surficial material which may have been altered and to be sure only fresh carbonate material was used The cleaned shells were then hydrolyzed with HCl under vacuum and the carbon dioxide was recovered for analysis The sample was very small and analysis by accelerator mass spectrometry AMS was required Comments 8 Cros 1 8 o Notes This date is based upon the Libby half life 5570 years for C The error is 1 s as judged by the analytical data alone Our modern
239. oduire plusieurs cartes g ologiques en trois dimensions des formations superficielles afin d offrir une connaissance r gionale de la sous surface des tats limitrophes aux Grands Lacs Les premi res cartes tridimensionnelles ont toutefois t d velopp es pour des secteurs o l architecture stratigraphique est relativement simple e g Soller et al 1999 Depuis la cartographie tridimensionnelle r gionale des formations superficielles a t tent e pour des r gions plus complexes en Am rique du Nord et dans le monde e g Thorleifson et Berg 2002 Berg et al 2004 mais la m thodologie et les normes de production de telles cartes ne sont pas encore 13 compl tement d finies Les principales difficult s sont li es l acc s aux ressources outils expertises etc et aux donn es n cessaire pour construire ces mod les La quantit et la qualit des donn es peuvent galement poser un probl me de taille lorsque celles ci sont jug es insuffisantes Berg et Thorleifson 2001 Il y a donc un besoin pour d velopper et tester la fois des proc dures de v rification de la qualit des donn es d uniformisation des formats de pr sentation des donn es et de construction des mod les Ces mod les doivent permettre un maximum d utilisation pour un minimum d effort de transformation adaptation Ils doivent pouvoir int grer des donn es et tenir compte des contraintes inh rentes celles ci dans les trois dimensions C
240. ographiques de la vall e sup rieure du Saint Laurent en particulier ceux concernant la dynamique glaciaire e g Prichonnet 1977 Clark et Karrow 1983 Dyke et Prest 1987 Gadd 1987 Delage 1997 Le modele propos dans cette these fournit un clairage nouveau sur les m canismes pouvant tre en cause dans les changements de direction d coulement glaciaire de cette r gion De nouvelles lignes d coulements sont propos es permettant de d finir pour la premi re fois l tendue probable d un courant glaciaire dans la vall e sup rieure du Saint Laurent La dynamique du lobe Ontario a donc eu un impact d terminant dans cette r gion Lorsque ce dernier tait en mode d coulement rapide vers le sud ouest dans le bassin du Lac Ontario la glace tait canalis e dans la vall e sup rieure du Saint Laurent et la zone d influence du lobe remontait jusque dans la r gion de Montr al Lorsque la configuration du lobe changeait e g lorsque le lobe se retirait du bassin du Lac Ontario l coulement sud ouest cessait dans la vall e sup rieure du Saint Laurent et la glace recommengait a s couler vers le sud et le sud est Ce m canisme est propos pour expliquer la stratigraphie des tills et leurs caract ristiques le model glaciaire r gional ainsi que la chronologie relative des marques d erosion glaciaire 5 1 3 Contextes hydrog ologiques Les s diments quaternaires de la r gion contr lent la recharge du syst me aquif re r
241. ole drilled along this seismic line are superimposed on the interpreted profile Log 00 CHS F1 and log 00 CHS F2 are shown in more detail in Fig 2 6 and re haaa b si 69 Figure 2 5 a Stratigraphic log of borehole 00 CHS F2 Two superposed tills overlying proximal glaciolacustrine sediments are recognized b Close up view of the tills showing contrasting facies Lithologic and geochemical results indicate that Argenteuil Till was deposited by ice flowing toward the SE or S over its own proglacial suite of glaciolacustrine sediments while Oka Till was clearly deposited by ice flowing toward the SW See text for explanation on provenance 71 Figure 2 6 Stratigraphic and gamma logs of borehole 00 CHS F1 see also Appendix C for additionnal logs The outwash sediments conformably overlie boulders of assumed glaciofluvial origin The coarse layer within the marine unit is composed of laminated silt and silty clay interlayered with closely spaced very fine sand partings The microfaunal assemblage of sample R039A requires a salinity between 10 and 25 o Distinction between glaciolacustrine and glaciomarine settings for the outwash fan sediments cannot be clearly established 75 Figure 2 7 Schematic cross section linking borehole and well logs drilled during this study in Saint Joseph du Lac cf Fig 2 3 Wood from the sandy unit underlying the thick Oka Till y
242. omarine settings for the outwash fan sediments cannot be clearly established 76 2 4 2 Saint Joseph du Lac SJL buried depression The SJL buried depression is a somewhat isolated trough located below the village of Saint Joseph du Lac just on the eastern flank of the Oka Hills Figs 2 3 It is the largest through whose orientation differs from the northeast southwest axis Prior to this study the only available subsurface information regarding this depression was from a few geotechnical boreholes aligned along Highway 640 and which had not reached bedrock The deepest ones indicate that the marine clay is at least 27 m thick and reaches 53 m at one site A few samples were collected during the drilling of a residential well MR 1999 0001 and a stratigraphic borehole with continuous sampling 00 STJPH was subsequently drilled nearby A cross section integrating the two logs Figure 2 7 presents the local subsurface context while the detailed stratigraphic log Fig 2 8 shows compositional and microfaunal data A piece of wood was recovered from the first meter of the sandy unit underlying thick till at the well site Fig 2 7 AMS dating yielded a non finite radiocarbon age for this sample gt 48 32 ka BP Beta 176905 This subtill sandy unit pinches out over a short distance to the east and does not seem to extend much beyond the limit of the village Since only reworked samples could be recovered during well drilling we sugges
243. on du MSG o les cellules sont des hexa dres cubes 38 Figure 1 8 a La vuln rabilit est valu e pour un point situ l entr e de l aquif re et est une mesure du degr de protection offert par le milieu physique au dessus de l aquif re b La vuln rabilit est estim e pour un point situ l int rieur de l aquif re Elle est g n ralement bas e sur le temps de parcours des contaminants et peut servir d limiter les aires de protection autour des puits municipaux e g Frind AM 44 Figure 2 1 General location of the study area with a regional Digital Elevation Model DEM as background OH Oka Hills 63 xvi Figure 2 2 Stratigraphic framework and correlation chart of Quaternary units in the Montreal region after authors EA AAA 65 Figure 2 3 Location of seismic lines boreholes and sections discussed in the text with an isopach map of Quaternary sediments as background showing the main buried valleys after Ross et al 2004c see also Appendices C and H for additionnal data anda color Map BEE 68 Figure 2 4 Line 1 a Seismic reflection section recorded along Chemin des Sources CHS processed section in variable amplitude and b interpreted section Two way travel times are converted to depth and are displayed as elevations masl m above or below sea level Schematic representation of the lithological logs of three boreholes and one test h
244. on LH convenors 2004 Three dimensional geologic mapping for groundwater applications Workshop extended abstracts Geological Association of Canada meeting ISGS Open File Series 2004 8 Bloomenthal J Bajaj C Blinn J et al 1997 Introduction to implicit surfaces Morgan Kaufmann Publisher San Francisco Boisvert E Michaud Y 1998 Gestion des donn es de forage l aide d une approche topologique application au projet de cartographie hydrog ologique du piemont laurentien Qu bec Dans Recherche en cours 1998 E Commission g ologique du Canada pp 117 124 Bolduc AM Ross M 2000 La g ologie et la g omorphologie quaternaire des basses Laurentides ouest de Montr al Guide d excursion AQQUA CGRG Bolduc AM Ross M 2001a Surficial Geology Lachute Oka Qu bec Geological Survey of Canada Open File 3520 1 50 000 Bolduc AM Ross M 2001b Surficial Geology Laval Qu bec Geological Survey of Canada Open File 3878 1 50 000 Bolduc AM Ross M 2002 G ologie des formations superficielles Dans Savard MM Lefebvre R Martel R Ouellet M Lamontagne C ds Caract risation hydrog ologique r gionale du syst me aquif re fractur du sud ouest du Qu bec Partie III Atlas hydrog ologique Commission g ologique du Canada Bond G Broecker W Johnsen S McManus J Labeyrie L Jouzel J Bonani G 1993 Correlations between climate records from the North Atlantic sediments and Greenland ice Nature 365 143 1
245. on from the mean The main difference with the mean DAT map cf Fig 4 6 is that large areas of class 6 dropped to a more vulnerable class 5 However only three percent of the map area shifted from class 3 10 class ty a s da a AA don an Sab 168 Figure 4 9 Vulnerability map of the study area optimistic scenario based on the mean DAT plus the average deviation from the mean By comparing with the mean DAT map cf Fig 4 6 only 3 of the map area shifted from class 2 to class 3 ii sa tbe 169 PREMIERE PARTIE PRESENTATION DE LA RECHERCHE CHAPITRE 1 INTRODUCTION 1 1 INTRODUCTION 1 1 1 Cadre g n ral de la these Ce projet de recherche est int gr a une tude hydrog ologique regionale et a un programme national de cartographie Il s agit du projet de cartographie hydrog ologique des Aquif res Fractur s du Sud Ouest du Qu bec AFSOQ et du programme national de cartographie g oscientifique Ponts g ologiques dans Eet du Canada CartNat transect de Montr al Ce sont deux projets de la Commission g ologique du Canada b n ficiant de la collaboration de plusieurs partenaires Le principal objectif du projet AFSOQ est d acquerir une connaissance des eaux souterraines et du potentiel aquif re dans les basses Laurentides au nord ouest de Montr al Fig 1 1 et ce dans le but de d velopper une strategie de gestion et de protection de la ressource en eaux souterraines Savard ez al 2000 Le
246. ons approximations are more likely to be consistent when they are carried out 139 after such a 3D geomodeling effort However there is a price to pay to obtain this flexibility i e a model allowing multiple usages The GFM needs to be modified and transferred to the end process technology It must therefore be easily exportable and it must be adaptable to fit the specific requirements of the end process technology This problem has been addressed by other researchers and different solutions for transferring data or for generating grids for instance MODFLOW compatible grids from geologic models have been proposed Jones ez al 2002 Herzog et al 2003 The software gOcad offers some interesting tools which provide the means to pre process a GFM and to export data in different ways in order to be used either by finite difference or finite element codes However the resulting grids are not necessarily fully compatible with the code used for flow modeling Therefore it may still be preferable to export the needed information and generate the grid in the same system that carries out the simulation Part or all of the needed stratigraphic information contained in the GFM can be exported as ASCII or DXF files in the end process technology Most numerical modeling packages can handle such files The discontinuous layers can be transformed into continuous units with a minimum thickness in their extended parts This can act as backbones from which furthe
247. onsinien fort probablement au Wisconsinien sup rieur Auparavant toutes les directions d coulement glaciaire taient associ es un seul till e g L vesque 1982 ou encore comme sur l le de Montr al Prest et Hode Keyser 1962 1977 il n y avait que peu ou pas de liens tablis entre la stratigraphie des tills et la dynamique glaciaire r gionale De plus la relation stratigraphique entre les deux est bien d finie Ces deux nouvelles unit s t moignent d v nements qui ont eu un impact significatif sur la vall e sup rieure du Saint Laurent et elles sont suffisamment distinctes des unit s existantes pour justifier cet ajout au cadre stratigraphique de la r gion qui reposait en grande partie sur les travaux de MacClintock et Stewart 1965 Prest et Hode Keyser 1962 1977 Veillette et Nixon 1984 et Anderson ef al 1990 Cette nouvelle stratigraphie combin e un r examen des donn es en surface a permis de mettre en vidence un changement vraisemblablement rapide et important dans la dynamique glaciaire Le mod le mis de l avant dans cette th se est que ce changement brusque de direction pourrait correspondre au d veloppement d un courant glaciaire dans l axe de la vall e du Saint Laurent et le bassin du Lac Ontario Ainsi l aire d alimentation du lobe Ontario s tendait pisodiquement jusque dans la r gion de Montr al engendrant 49 une importante phase r gionale d coulement glaciaire vers le sud ouest
248. oundwater 41 1 57 65 Hicock SR 1988 Calcareous till facies north of Lake Superior Ontario implications for Laurentide ice streaming G ographie physique et Quaternaire 42 120 135 Hicock SR Dreimanis A 1989 Sunnybrook drift indicates a grounded early Wisconsin glacier in the Lake Ontario basin Geology 17 169 172 Hicock SR Dreimanis A 1992 Deformation till in the Great Lakes region implications for rapid flow along the south central margin of the Laurentide Ice Sheet Canadian Journal of Earth Sciences 29 1565 1579 Hillaire Marcel C 1974 La d glaciation au nord ouest de Montr al donn es radiochronologiques et faits stratigraphiques Revue de g ographie de Montr al 28 4 407 417 Houlding SW 1994 3D Geoscience Modeling Computer techniques for geological 196 characterization Springer Verlag Hughes T Borns HW Fastook JL Hyland MR Kite JS Lowell TV 1985 Models of glacial reconstruction and deglaciation applied to Maritime Canada and New England Dans Late Pleistocene History of Northeastern New England and Adjacent Quebec Edit par HW Borns Jr LaSalle P WB Thompson Geological Society of America Special Paper 197 pp 139 150 Hunter JA Pullan SE Burns RA Gagn RM Good RL 1989 Applications of a shallow seismic reflection method to groundwater and engineering studies Dans Proceedings of Exploration 87 Third Decennial International Conference on Geophysical and Geochemical Exploration for
249. ow cross section building was used for data quality control and correlation Note the different lithologic descriptions for the till unit even using standard code Clear identification of this unit was sometimes difficult which resulted in some ambiguous correlations between borehole data especially in areas where glaciofluvial and proglacial sediments are likely present at depth Cross section building was however very helpful in solving many such EE 119 Figure 3 6 The model construction procedure is a step by step workflow designed to support scientific reasoning and decision making during an ongoing project Note xix that preliminary outputs are available in early stages of the survey This stratigraphic reconstruction procedure is most amenable to multiple usages 121 Figure 3 7 The 3D geologic framework model GFM cf Appendix F Note that model is incomplete in the Oka Hills It is depicting complex geomorphology and stratigraphic architecture It contains narrow channelized features e g b and most units are highly discontinuous The model covers an area of approximately 1 400 km From a to d the GFM in perspective view e the GFM in top view Vertical exaggeration factor is 15 and the Y axis indicates north 2222 125 Figure 3 8 Correlation between Quaternary sediment thickness and bedrock elevation N 12 3x10 p is the correlation coefficient Sediment thickness has
250. paisseur variant de 0 5 5m environ mis en place en eaux peu profondes lors de la phase pl nilacustre et lors de l exondation surface g n ralement marqu e par des cr tes de plage et parfois remani e par l action olienne puisqu il s agit principalement de faci s d exondation ces s diments forment le plus souvent une couverture mince reposant sur des s diments marins d eau profonde unit Ma WISCONSINIEN SUP RIEUR Mb Tvr S DIMENTS MARINS S diments mis en place lors de l pisode de la Mer de Champlain g n ralement fossilif res comprenant principalement des silts et argiles d pos s en eau profonde ainsi que des sables et graviers littoraux pr littoraux et delta ques pouvant aussi inclure des diamictons glaciomarins et des s diments remani s a partir d unit s sous jacentes L altitude maximum atteinte par la Mer de Champlain est d environ 250 m dans cette partie du pi mont laurentien S diments delta ques sable sable graveleux et gravier stratifi s et bien tri s jusqu 30 m d paisseur mis en place l embouchure de cours d eau se d versant dans la Mer de Champlain comprenant localement des s diments silto sableux prodeltaiques S diments littoraux pr littoraux et d exondation sable silt sableux sable graveleux et gravier stratifi s et g n ralement bien tri s d paisseur variant de 0 5 5 m environ mis en place en eau peu profonde lors de
251. ple the internal seismic reflectors in Oka Till between the 1600 m and 1800 m distance markers in Fig 2 4 mimic the till topography This clearly indicates that the upper surface of the Oka Till across that interval is depositional rather than erosional The erosional unconformity is thus limited to the channelized zone located south of the 1300 m distance marker Fig 2 4 A comparison between the CHS seismic profile Fig 2 4 and the Saint Benoit profile Fig 2 9 as well as borehole data from the Rivi re du Nord Valley St Onge 1979 Ross et al 2001 Fig 3 suggests that the channelized meltwater system did not erode into its till substrate below elevations of about 0 to 30 m This is deduced from the fact that a thick and almost ubiquitous till sheet mainly Oka Till is present below that elevation range e g Fig 2 9 while it has been locally dissected or eroded away above it e g Fig 4 The presence of thick glacial sediments in the buried valleys including the gt 48 ka old SJL sediments clearly indicates that the bedrock depressions are older than late Wisconsinan and were thus overdeepened during multiple glacial episodes 2 5 6 Early proglacial environments Results of this study particularly the presence of the freshwater ostracode Candona at the Pointe au Sable section indicate that glaciolacustrine sediments are present below Champlain Sea sediments at least in the southern part of the study area At the Poin
252. pos e au Chapitre 3 pour effectuer ce contr le Cette m thode a t propos e pour la premi re fois dans le cadre d un atelier sur la mod lisation 3D en hydrog ologie r gionale Ross et al 2001 en m me temps que d autres m thodes pr sentant certaines similitudes Arnold et al 2001 Keefer et Larson 2001 Un des aspects originaux de la proc dure de contr le de qualit d velopp e dans cette recherche est qu une distinction est faite entre les donn es pour lesquelles l acc s au document original est possible et celles pour lesquelles ce n est plus possible Ceci est rarement consid r dans ce type de proc dures et pourtant les nombreux transferts de format que peuvent subir les donn es au fil du temps sont autant de sources d erreurs qu il faut pouvoir liminer gr ce la v rification crois e des donn es num riques et des donn es originales La m thode pr sent e dans cette th se comporte d autres avantages en ce sens qu elle ne se limite pas une proc dure de v rification semi automatique de la base de donn es Le processus de contr le de la qualit se poursuit lors de la construction des coupes g ologiques Les donn es sont alors confront es une logique spatiale et certaines r gles g ologiques des donn es peuvent passer avec succ s tous les contr les effectu s dans une base de donn es mais l analyse en 2D et en 3D peut 54 faire ressortir des erreurs geologiques ou des incoherences non d t
253. primant un processus physique e g temps de parcours advectif mais regroupe les r sultats dans des classes de vuln rabilit de fa on empirique la mani re des m thodes param triques La m thode AVI Van Stempvoort ef al 1993 est un exemple de m thodes hybrides dans laquelle un facteur de r sistance est calcul pour chaque puit et les r sultats ainsi obtenus sont regroup s dans des classes de vuln rabilit Les cartes de vuln rabilit peuvent tre utilis es dans le processus d analyse des politiques de d veloppement r gional afin d identifier le potentiel de contamination des eaux souterraines en relation avec la r glementation en vigueur et les plans d am nagement du territoire et d apporter s il y a lieu des correctifs la r glementation ou aux plans d am nagement L valuation de la vuln rabilit peut galement tre utilis e dans la gestion des programmes de protection de l environnement plus particuli rement comme guide afin d allouer les ressources financi res et autres vers les secteurs o les besoins en mati re de protection des eaux souterraines sont les plus grands Les cartes de vuln rabilit peuvent aussi servir dans une certaine mesure influencer les d cisions des propri taires fonciers en mati re d am nagement et de pratiques d utilisation des sols en 46 les informant du potentiel relatif de contamination dans les secteurs englobant leurs propri t s Enfin les cartes de vuln ra
254. puters amp Geosciences 29 761 773 Sites internets http www isgs uiuc edu 3DWorkshop nu_3d_welcome html consult en mai 2004 http www menv gouv qc ca eau souterraines sih index htm consult en juin 2004 QUATRIEME PARTIE LES APPENDICES APPENDICE A RESULTATS DES ANALYSES GEOCHIMIQUES DES SEDIMENTS QUATERNAIRES 216 466 z 98 cS 186 88 2953828899 00 wo o 68 00 Ss 25 82 200 vos om 25 ebessos 25 9 6020006552 ae 900092 o wo 838 8938 15 SINOLBUI 998JINS SUOT HULYIE s p ISAJLUY 821 1 217 s 9 Ce ege 695 6080 51 WE 985 866 5066 9 096 655 vel 6950 66 6520 aueg 620072866 245 DL 19 ez ez SLL 69 912 uojoLuelq 8200 2866 lel gt 96 119 ge 60 6 60 191 0 uojoLueiq 3 200 2866 A0 201 200 GE 0 vz sze 02 0 200 2866 6 72 609 Eet gel 9 1 97 aides 2 Z00VZ866 S il OFC 8 SOL 6620 09S 695 IES 00 2866 Y 6 609 Sle CLZ 9590 992 CE 23 0 8 00 2866 9946 Ol 6 we 168 601 EL Ze uojoLuelq 2 0 2866 ei ve 0OT ee Ze Z980 SLL 19 UO OLLIEIG Z00VZ866 5 588 699 go Wwe ver ee wWe UO OLUIEI 200 2866 996
255. quences were proposed e g Prichonnet 1977 Gadd 1980 The lack of a model integrating all available evidence has led to this somewhat confusing status As a result most regional paleogeographic models are poorly constrained and there are several unanswered questions on the Wisconsinan stratigraphy and glacial events in the Montreal area and in a broader perspective in the upper St Lawrence Valley as a whole Some of the recent concepts and models including glacial streaming have not been integrated in regional assessments or reconstructions although topographic and geologic settings as well as subglacial conditions are thought to have been favorable to fast flow in the marginal areas of the Laurentide Ice Sheet Boulton and Jones 1979 Denton and Hugues 1981 Boulton er al 1985 Clayton et al 1985 Hicock 1988 Hicock and Dreimanis 1989 Alley 1991 Marshall et al 1996 Patterson 1998 Furthermore only scant data regarding the deglacial events at the Lake Candona Champlain Sea transition are available from the plain northwest of Montreal thus resulting in a poorly constrained northern limit for the freshwater phase in this region Rodrigues 1992 Parent and Occhietti 1999 Interest in the Quaternary geology of a large area northvvest of Montreal Fig 2 1 vvas recently renewed as this region was the focus of a regional hydrogeological investigation Savard et al 2000 in press This region contains several buried valleys whose str
256. quifer allows good connectivity between ground surface and the regional fractured rock aquifer Vertical exaggeration factor is 15 and the Y axis indicates north 3 5 1 4 The permeable lag and channel zone In the eastern part of the study area the marine clay cover is extensive and only very thin deposits are usually found below in such a way that clay quite commonly overlies bedrock directly Fig 3 12 The thin layer between bedrock and clay may consist of reworked till or glaciofluvial sands but is frequently a lag left by subglacial meltwater erosional processes Till was probably rather thin in this zone and therefore quickly removed by subglacial meltwater leaving only pebbles and boulders This thin layer covers a large area and is only partly represented in the GFM but the 3D basin analysis suggests that it could be the remnant of a dendritic network of subglacial channels 134 connected to the larger and thicker St Th r se glaciofluvial deposit Fig 3 7b These permeable sediments are connected to the regional aquifer Champlain Sea mr s Lacustrine Regressive sand sand 23m Bedrock Shallow channel and coarse lag deposits Figure 3 12 Lag and channel zone geologic setting Confining marine silt and clay unit is thick and continuous Thin discontinuous but highly permeable sediments are often connected to the regional aquifer Till is thin or absent Vertical exaggeration factor is 15 and Y axis
257. r cons quent les reconstitutions pal og ographiques r gionales pour le Wisconsinien sup rieur limitent g n ralement les coulements vers le sud ouest au bassin du Lac Ontario e g Dyke et Prest 1987 Pourtant plusieurs observations sugg rent que ces mod les taient incomplets ou erron s La provenance des blocs erratiques Gadd 1980a 1981 la composition du till en surface L vesque 1982 Clark et Karrow 1983 Kettles et Shilts 1987 Delage 1997 et de nombreuses formes de terrain sont compatibles avec l existence d un mouvement r gional vers le sud ouest au Wisconsinien sup rieur Or les mod les r gionaux de dynamique glaciaire e g Prichonnet 1977 Clark et Karrow 1983 Dyke et Prest 1987 Gadd 1987 1988 Prichonnet ef al 1987 Delage 1997 ne permettaient pas d expliquer de fa on satisfaisante l ensemble des observations ou les causes possibles des changements de direction dans la vall e sup rieure du Saint Laurent Le mod le propos dans cette th se fournit un clairage nouveau sur les m canismes pouvant tre en cause dans les changements de direction d coulement glaciaire de cette r gion De nouvelles lignes 50 d coulements sont propos es permettant de d finir pour la premi re fois l tendue probable d un courant glaciaire dans la vall e sup rieure du Saint Laurent Ce mod le est coh rent avec l ensemble des observations et pourrait m me expliquer certaines donn es concernant la composition des
258. r consists of glaciofluvial proglacial sediments and resedimented sandy marine deposits which may be connected to the St J r me glaciofluvial complex It is also most likely connected to other similar sediment bodies located in SE trending valleys which come out of the Laurentian Highlands into the Rivi re du Nord valley The geometry of the granular aquifer is highly controlled by topography These deposits are buried under thick clay except close to St J r me where they crop out at the surface Fig 3 10a Fluviatile and aeolian sands overly the clay and the total valley fill can be up to 55 m thick 131 St J r me glaciofluvial complex a Alluvium Bottom of bedrock layer Glaciofluvial proglacial sand and gravel Regressive sand b 5620 m Alluvium ce contact sediments sand gravel etc 00m bedrock layer c 94m Bedrock E Stratified sediments Bottom of bedrock layer Proglacial sand and silt Figure 3 10 Submodels of the three main buried valleys of the study area a Rivi re du Nord valley b Chemin des Sources valley and c Saint Beno t valley Vertical exaggeration factor is 15 and the Y axis indicates north 132 The Chemin des Sources buried depression is deeper and is characterized by a highly variable bedrock topography Fig 3 10b Remnant sediment bodies composed of proximal glaciolacustrine sediments overlain by two superposed tills partly inf
259. r discretization and grid refinement can be applied using appropriate grid generation tools and on which initial and boundary conditions are assigned for groundwater flow simulation Nevertheless data transfers could be much improved by developing appropriate interfaces between geomodeling packages and groundwater flow modeling systems For instance grid generation and data exchange tools in gOcad are compatible with some end process technologies used in the oil industry VIP and Eclipse The same thing could be done to improve linkages with currently used groundwater flow modeling packages 3 6 4 Time constraints The time frame of a project is an important factor in the consideration of the modeling approach The procedure outlined in this paper takes into account the potential limitations induced by this time frame and follows a step by step approach cf Fig 3 6 during 140 which the complexity and the consistency of the model increase towards the desired level This is particularly useful since a complete GFM is expected to be available quite late in the investigation process while preliminary products are needed before the end of the study In this study about 8 months were required for one person to develop the procedure transfer the data construct the cross sections and the ensuing GFM which also includes software training For a 3 year project which is a reasonable duration for a regional study this would represents 22 pe
260. r geometric simulation of natural porous media structure Water Resources Research 31 12 3259 3270 Schetselaar EM 1995 Computerized field data capture and GIS analysis for generation of cross sections in 3 D perspective views Computers and Geosciences v 21 5 687 701 Schroeder J Beaupr M Cloutier M 1986 Ice push caves in platform limestones of the Montr al area Canadian Journal of Earth Sciences 23 1842 1851 Sharpe DR 1987 Excursion G Glaciomarine fans built within and marginal to the Champlain Sea Dans Quaternary Geology of the Ottawa Region and Guides for Day Excursions dit par RJ Fulton XIIth INQUA Congress pp 71 84 Sharpe DR 1988 Glaciomarine Fan Deposition in the Champlain Sea In The Late Quaternary Development of the Champlain Sea Basin dit par NR Gadd Geological Association of Canada Special Paper 35 pp 63 82 Sharpe DR Dyke LD Hinton MJ Pullan SE Russell HAJ Brennand TA Barnett PJ 209 Pugin A 1996 Groundwater prospects in the Oak Ridges Moraine area southern Ontario application of regional geological models Dans Current Research 1996 E Geological Survey of Canada 181 190 Sharpe DR Hinton MJ Russell HAJ Desbarats AJ 2002 The need for basin analysis in regional hydrogeological studies Oak Ridges moraine southern Ontario Geoscience Canada 29 1 3 19 Sharpe DR Pugin A Pullan SE Gorrell G 2003 Application of seismic stratigraphy and sedimentology to regional hy
261. r instance the Nb concentration of the uppermost sample is twice that of the middle sample The most probable source of this anomaly is the large niobium bearing carbonatite intrusion located about 7 km northeast of the site in the Saint Andr Hills Gleeson and Cormier 1971 Gold et al 1986 Globensky 1987 Table 2 2 Concentration of Nb ppm and LREE ppm in the upper till at the B langer pit Pointe Fortune as well as typical background values cf Appendix A Concentration in ppm x Kk UPPER TILL b 18 LREE Sr SAMPLES RO11C Top 40 32 59 97 250 08 413 50 RO11B Middle 20 60 40 81 183 04 354 92 RO11A Base 22 94 43 28 198 08 379 83 Samples outside expected dispersal trains 8001 13 18 N A N A N A R006 12 82 N A N A N A R016 14 90 N A N A N A R019 10 16 27 70 118 26 25437 Average abundance in soils is 15 ppm Brooks 1972 Median abundance in soils is 33 ppm Connor and Shacklette 1975 Y Includes Ce La Nd and Pr Pebble counts were also carried out on these three samples and the results differ from those reported by Veillette and Nixon 1984 This may be due to differences in both quantity and size class Nevertheless significant numbers of Shield erratics and Potsdam Group sandstone were found Table 2 3 Sandstone and dolostone contents increase 86 from base to top while Shield erratics decrease Most sandstone clasts found at the base of the till are confidently assigned to the Potsdam Group Clast
262. r la cartographie de la vuln rabilit la contamination des aquif res rocheux fractur s Pour r pondre ces objectifs diverses m thodes d analyse g ologique ont t employ es notamment les forages stratigraphiques la s dimentologie la geophysique la g ochimie et la mod lisation g ologique assist e par ordinateur Les r sultats en particulier le mod le 3D ouvrent la voie d autres applications non seulement en hydrog ologie r gionale mais dans d autres champs d applications e g ressources granulaires risques naturels En somme cette recherche pr sente des faits nouveaux sur le Quaternaire de la r gion de Montr al et propose une proc dure d analyse des formations quaternaires d une r gion allant de la prise de donn es et de leur interpr tation 1 e stratigraphie pal og ographie la production d un mod le 3D r gional et au d veloppement d applications Cette approche int gr e offre une perspective peu commune pour l tude du Quaternaire et de l hydrog ologie r gionale 5 1 1 La mod lisation g ologique r gionale Afin de mieux comprendre les diff rentes relations g om triques et stratigraphiques entre les unit s quaternaires et le roc sous jacent une s rie de coupes g ologiques et un mod le tridimensionnel de l architecture stratigraphique ont t construits l aide du logiciel 176 gOcad Le modele est le r sultat de l analyse du bassin sedimentaire quaternaire
263. r west of Montreal update Dans Regional hydrogeologic characterization of the fractured aquifer system in south western Quebec Part II Hydrogeologic atlas CD ROM Fig 4 Geological Survey of Canada Bulletin Rodrigues CG 1992 Successions of invertebrate microfossils and the Late Quaternary deglaciation of the central St Lawrence Lowland Canada and United States Quaternary Science Reviews 11 503 534 Rodrigues CG Richard SH 1986 An ecostratigraphic study of Late Pleistocene sediments of the western Champlain Sea Basin Ontario and Qu bec Geological Survey of Canada Paper 85 22 33 pages Ross M Martel R Parent M Lefebvre R Savard MM 2003 The use of a 3D geologic framework model of surficial sediments to define bedrock aquifer vulnerability in the St Lawrence Lowlands Quebec Canada Dans Rodriguez R Civita M de Maio M ds proceedings of the First International Workshop on Aquifer Vulnerability and Risk Salamanca Mexico vol 1 pp 157 168 Ross M Martel R Parent M Lefebvre R Savard MM 2004a Assessing rock aquifer 207 vulnerability using downward advective times from a 3D model of surficial geology Sth joint TAH CGS groundwater conference 2004 Geo engineering for society and its environment 24 27 October Qu bec City Qu bec Proceedings Ross M Martel R Parent M Lefebvre R Savard MM sous presse Assessing rock aquifer vulnerability using downward advective times from a 3D model of surficial geology
264. rcent of the project s time frame Everything else being equal scale human resources training etc this is not much more than what is required to complete a 2D Quaternary geological map or to construct a 2 5D multi layered subsurface model using standard GIS tools In fact independently of the approach used more time is usually spent gathering data developing the database and verifying its quality The benefits of using a 3D approach outweigh the limitations but the additional time required by this approach could be less constraining by starting the geologic survey before the onset of the hydrogeologic survey The most complete and consistent GFM would thus be more readily available for process based simulations and other uses 3 6 5 Future developments Some improvement to the workflow can be developed in order to accelerate model construction and to reduce the probability of unnoticed errors In the present work it was considered feasible to flag automatically anomalous boreholes and to verify them manually However the use of an expert system would probably accelerate the process especially with large databases In future projects data quality control and cross section building will most likely be all carried out using a single geomodeling tool which will reduce software interplay Further integration of data and knowledge could be obtained by including the main architectural features of bedrock geology There is also a need to imp
265. rdovician Globensky 1987 These rocks are underlain by a Precambrian basement which outcrops in the Laurentian Highlands as well as in two hills St Andr and Oka which also contain Cretaceous intrusive rocks carbonatites Bedrock is overlain by a discontinuous cover of Quaternary sediments reaching up to 150 m in thickness and offering a great variety of hydrogeologic settings The Quaternary geology of the study area has been described and interpreted by Hillaire Marcel 1974 Prichonnet 1977 and L vesque 1982 and more recently by Bolduc and Ross 2000 as well as Ross et al 2001 Over 200 stratigraphic boreholes reaching bedrock were drilled in the early 1970 s to support decision making for the location of the Mirabel International Airport Kugler Gagnon 1974 St Onge 1979 The Quaternary sequence mainly comprises Late Wisconsinan subglacial 20 12 ka proglacial 12 10 ka and Holocene lt 10 ka postglacial sediments forming discontinuous units of variable thickness Till and Champlain Sea clay are the most widespread units The regional aquifer system is largely confined and mainly consists of fractured sedimentary rocks In addition some overlying discontinuous units of highly permeable Quaternary sediments are connected to the fractured rock aquifer in some parts of the study area and contribute to the regional system These granular aquifers are mainly made of ice contact glaciofluvial sand and gravel and proglacial san
266. rent que sur le disque compact cf Appendice F 200 m 150 m 100 m 50 m Om 200 m 150 m 100 m 50 m Om 150 m 100 m 50 m Om Route 148 Baie de Grenville Riviere des Outaouais 0 km 5 km Route 148 Riviere des Outaouais km 5 km Route 148 Riviere des Outaouais A v Coupe A Coupe B Coupe C 285 LEGENDE HUB Sediments remani s par glissement de terrain O S diments organiques E Sediments oliens Alluvions actuelles Alluvions de terrasses fluviales Alluvions des terrasses anciennes 18 S diments littoraux et d exondation Lac Lampsilis S diments littoraux et Mb d exondation Mer de Champlain Ma S diments fins d eau profonde Mer de Champlain Complexe Riviere du Nord s diments fluvioglaciaires et s ds marins remani s Gs Gx Sedimenis fluvioglaciaires 2 Tili non diff renci zer Formations superficielles non diff renci es aw Substratum rocheux non diff renci Forage localisation seulement Groupe de forages quantit de forages chelle horizontale 1 100 000 Exag ration verticale 20x kilom tres 2 5 0 2 5 5 Leg ma RS a Coupe D 200 m _ Lac Dollard des Ormeaux Route 148 Riviere des Outaouais 150m 100m 0 km 5 km 10 km Coupe E 150m Lac Dollard des Ormeaux Rivi re des
267. rfois topologique du MSG Le degr de simplification d pend du type de la grille Mallet 2003 38 a Mod le surfacique g ologique MSG c Mod le volumique voxels Architecture stratigraphique tN b Repr sentation topologique Grille curvilin aire Boundary representation r gions 3p cellules paisseur variable Figure 1 7 a Un mod le surfacique g ologique en 3D MSG est constitu de surfaces interconnect es repr sentant l architecture stratigraphique d une r gion b La repr sentation topologique en r gion 3D du MSG ou mod le fronti re Boundary representation b rep Une surface fermant les bordures du MSG bounding box est n cessaire pour obtenir cette repr sentation et d Deux exemples de discr tisation du MSG o les cellules sont des hexa dres cubes II existe de nombreuses variantes aux approches d crites ci haut La diff rence se situe souvent dans les techniques d interpolation et dans le type de donn es utilis es pour construire le mod le Par exemple il existe de nombreuses techniques pour construire de fa on plus ou moins automatique un modele g ologique surfacique ou volumique a partir d une s rie de coupes g ologiques Elles sont souvent bas es sur des algorithmes initialement d velopp s dans le domaine m dical Xu et Dowd 2003 pr sentent une liste assez compl te de ces techniques 39 1 3 2 2 La modelisation des objets g ologiques a l aide du mod
268. ri es et sommairement d crites dans Prichonnet ef al 1987 La faible quantit de coupes g ologiques accessibles et pr sentant un r el int r t stratigraphique a grandement contribu limiter la connaissance de l h t rog n it lithologique et de l architecture stratigraphique des principales unit s de cette r gion Ce probl me s applique plus particuli rement aux unit s situ es stratigraphiquement sous les silts et argiles de la Mer de Champlain en raison de l tendue et de l paisseur de ces derniers Ainsi m me si le cadre stratigraphique de la r gion comprend plusieurs unit s pr champlainiennes s tendant jusqu l tage Illinoien Prest et Hode Keyser 1977 7 Veillette et Nixon 1984 Anderson et al 1990 l architecture stratigraphique r gionale de ces unit s n est pas connue De plus certains probl mes stratigraphiques subsistent particuli rement en ce qui concerne les s diments glaciaires Sur l le de Montr al une s quence pr champlainienne comprenant deux tills s par s par des s diments glaciolacustres a t d crite Prest et Hode Keyser 1962 1977 et corr l e la s quence classique de la voie maritime du Saint Laurent MacClintock et Stewart 1965 Par contre les tills sur l le de Montr al ont t essentiellement d crits sur la base de leurs propri t s g otechniques plut t que sur leur contenu et leur structure de sorte qu il est tr s difficile de les corr ler ave
269. rieures Enfin cette recherche a t effectu e avec le soutien de ma conjointe Nathalie Bouchard et de ma famille Ils ont droit toute ma gratitude et je leur d die cette th se ainsi qu mon fils Marc Antoine TABLE DES MATIERES RESUME EE iii REMERCIEMENTS tenter tes v TABLE Ee E vii LISTE DES TABLEAUX xiii LISTE DES FIGURES LL xv PREMIERE PARTIE PRESENTATION DE LA 1 CHAPITRE Laya d 3 INTRODUCTION viii id d 3 lle A A 3 1 1 1 Cadre g n ral hes E 3 1 1 2 Structure dela Ds hee ege 4 US WE Oe ee EE VE 5 1 1 3 1 Le r le des formations superficielles dans l coulement r gional de a aa 5 1 1 3 2 Les principales lacunes dans la connaissance stratigraphique et la pal og ographie quaternaire eelere e 6 1 1 3 3 La mod lisation g ologique en trois dimensions un besoin 10 1 1 3 4 Le probl me des bases de 4 9 13 1 1 4 Objectifs du projet 4 14 1 2 Caract ristiques de la r gion 1 1 16 1 2 1 G ologie du substratum 16 1
270. rnir de l information en format num rique pour toutes les applications d un projet Enfin il assure un certain archivage de la connaissance stratigraphique En effet l image mentale g n r e au cours du projet devient disponible en format num rique pour une mise jour et une utilisation future pouvant r pondre d autres besoins que l hydrog ologie e g am nagement r gional ressources granulaires risques naturels 5 1 2 La stratigraphie des formations quaternaires Int gr e l effort de mod lisation 3D l tude des vall es enfouies a r v l une topographie du roc constitu e de d pressions surcreus es s par es par des cr tes parfois troites certains endroits dans ces vall es combl es d argile marine l activit fluvioglaciaire a rod toute la s quence quaternaire pr existante Il y a notamment de 177 nombreuses vidences de chenaux sous glaciaires en particulier dans la vall e enfouie du chemin des Sources Par endroits la portion centrale de cette vall e ne contient qu un mince d p t r siduel grossier entre le roc et l argile marine Toutefois une paisse s quence a t pr serv e d autres endroits dans cette vall e et dans les d pressions autour des collines d Oka Celle ci comprend localement une unit sableuse vraisemblablement d ge Sangamonien sup rieur mais elle comprend surtout des unit s attribu es au Wisconsinien sup rieur Celles ci sont constitu es la ba
271. rogeneity and boundaries in an interlobate basin northeastern Indiana Dans Fraser GS Matthew DJ ds Hydrogeologic models of sedimentary aquifers SEPM Society for Sedimentary Geology 47 68 Foster SSD 1987 Fundamental concepts in aquifer vulnerability pollution risk and protection strategy Dans Duijvenbooden W van Waegeningh HG van ds TNO Committee on Hydrological Research The Hague Vulnerability of soil and groundwater to pollutants Proceedings and Information 38 pp 69 86 Fraser GS Bleuer NK 1987 Use of facies models as predictive tools to locate and characterize aquifers in glacial terrains In Proceedings NWWA Conf on Midwestern Groundwater Issues National Water Well Association pp 123 143 Freeze RA Cherry JA 1979 Groundwater Prentice Hall Freeze AR PA Winterspoon 1966 Theoretical analysis of regional groundwater flow 1 Analytical and numerical solutions to the mathematical model Water Resources Research 2 4 641 656 Freeze RA Whiterspoon PA 1967 Theoretical analysis of regional groundwater flow 2 Effect of water table configuration and subsurface permeability variation Water Resources Research 3 2 623 634 Freeze AR PA Winterspoon 1968 Theoretical analysis of regional groundwater flow 3 Quantitative interpretations Water Resources Research 4 3 581 590 Frind EO Molson JW 2002 Well vulnerability mapping a new approach to wellhead protection 3rd joint IAH CGS groundwater confere
272. rrasses anciennes Eo S diments littoraux et d exondation Lac Lampsilis Sediments littoraux et d exondation Mer de Champlain Mb Municipalit de La Belle Rivi re Collines d Oka 15 km 20 km 25 km LEGENDE Ma S diments fins d eau profonde Mer de Champlain Cm Complexe Rivi re du Nord s diments fluvioglaciaires et s ds marins remani s Gs Gx S diments fluvioglaciaires WT Tili non diff renci 5 Formations superficielles non diff renci es R Substratum rocheux non differencie Forage localisation seulement Groupe de forages quantite de forages kilometres 2 5 Collines d Oka Mb Ruisseau Rousse Lac des Montagnes 30 km Echelle horizontale 1 100 000 Exageration verticale 20x 0 2 5 295 Riviere du Nord 150 m P 100m 50m 50 m 0 km 5 km Ap At Mb Coupe T La Belle Rivi re Mb Autoroute 50 Lh 10 km La Petite Rivi re 20 km 25 km L GENDE S diments remani s par glissement de terrain S diments organiques S diments oliens Alluvions actuelles Alluvions de terrasses fluviales Alluvions des terrasses anciennes S diments littoraux et d exondation Lac Lampsilis S diments littoraux et d exondation Mer de Champlain Ma S diments fins d eau profonde
273. rticale d un point situ l entr e de l aquif re Fig 1 8a et l on peut consid rer la vuln rabilit d un point situ l int rieur de l aquif re par exemple la base d un puit Fig 1 8b 44 a Contamination 41 2 Surface b Zone de recharge Contamination S a ee Ge SSES Unit confinante Figure 1 8 a La vuln rabilit est valu e pour un point situ l entr e de l aquif re et est une mesure du degr de protection offert par le milieu physique au dessus de l aquif re b La vuln rabilit est estim e pour un point situ a l int rieur de l aquif re Elle est g n ralement bas e sur le temps de parcours des contaminants et peut servir a d limiter les aires de protection autour des puits municipaux e g Frind et Molson 2002 Etant donn ces nuances conceptuelles plusieurs m thodes ont t d velopp es afin de pr dire la vuln rabilit la contamination et plusieurs listes plus ou moins exhaustives existent dans la litt rature eg NRC 1993 USEPA 1993 Vrba et Zaporozec 1994 Murat 2000 Ces m thodes peuvent tre class es en trois cat gories 1 les m thodes cartographiques et param triques 2 les m thodes bas es sur la mod lisation des processus m thodes analytiques et mod lisation num rique et 3 les m thodes hybrides Les m thodes de la premi re cat gorie les m thodes param triques utilisent des cartes th matiques illu
274. s Alluvions des terrasses anciennes S diments littoraux et d exondation Lac Lampsilis S diments littoraux et d exondation Mer de Champlain Ma S diments fins d eau profonde Mer de Champlain Cm Complexe Rivi re du Nord s diments fluvioglaciaires et s ds marins remani s Gs Gx Sedimenis fluvioglaciaires 22 Till non diff renci A Formations superficielles non diff renci es Pepe Substratum rocheux non diff renci Forage localisation seulement Groupe de forages quantite de forages Echelle horizontale 1 100 000 Exag ration verticale 20x kilom tres 2 5 0 2 5 Coupe Y Rivi re du Nord Autoroute 15 Riviere du Chicot WI Autoroute 50 11 1 w T v 5km 10 km Riviere du Chicot Autoroute 640 a L dl 15 km 20 km LEGENDE Mg S diments remani s par glissement de terrain O S diments organiques E S diments oliens Ap Alluvions actuelles CAE Alluvions de terrasses fluviales Alluvions des terrasses anciennes 5 S diments littoraux et d exondation Lac Lampsilis S diments littoraux et d exondation Mer de Champlain Mb Ma S diments fins d eau profonde Mer de Champlain Cm Complexe Rivi re du Nord s diments fluvioglaciaires et s ds marins remani s Gs Gx S diments fluvioglaciaires EZE Tili non diff renci ea Formations
275. s quantit de forages kilom tres 2 5 Lac des Deux Montagnes 30 km Echelle horizontale 1 100 000 Exag ration verticale 20x 0 2 5 5 Rivi re du Nord 150m 100 1 50m 0 km 5 km Ap Mb Autoroute 50 10 km 15 km 20 km 25 km LEGENDE S diments remani s par glissement de terrain S diments organiques S diments oliens Alluvions actuelles Alluvions de terrasses fluviales Alluvions des terrasses anciennes S diments littoraux et d exondation Lac Lampsilis S diments littoraux et d exondation Mer de Champlain Ma S diments fins d eau profonde Mer de Champlain Cm Complexe Rivi re du Nord s diments fluvioglaciaires et s ds marins remani s Gs Gx Sedimenis fluvioglaciaires 22 Till non diff renci 588 Formations superficielles non diff renci es 2 58 Substratum rocheux non diff renci Forage localisation seulement Groupe de forages quantite de forages kilometres 2 5 298 Lac des Deux Montagnes Autoroute 640 y At 30 km chelle horizontale 1 100 000 Exag ration verticale 20x 0 2 5 5 Riviere du Nord 150m 100m 50m Om O km 5 km Ap At Mb Autoroute 50 A roport de Mirabel v Mb Em 10 km Riviere du Ch ne Route 148
276. s A Barnett PJ 2000 A proposed diachronic revision of Late Quaternary time stratigraphic classification in the eastern and northern Great Lakes area Quaternary Research 54 1 12 Karrow PF Occhietti S 1989 Quaternary geology of the St Lawrence Lowlands of Canada In Quaternary geology of Canada and Greenland Edit par RJ Fulton Geological Survey of Canada Geology of Canada no 1 pp 321 389 Keefer DA Larson DR 2001 A method for addressing variable data quality and clustered data Dans Berd RC et Thorleifson LH eds Geological models for groundwater flow modeling Workshop Extended abstracts 35 annual meeting North Central Section Geological Society of America Illinois Open file series 2001 1 pp 24 25 Kelk B 1992 3 D modelling with geoscientific information systems The problem Dans Turner KA ed Three dimensional modeling with geoscientific information systems NATO ASI Series C Mathematical and Physical Sciences v 354 pp 29 37 Kempton JP Cartwright K 1984 Three dimensional geologic mapping a basis for hydrogeologic and land use evaluations Bulletin of the Association of Engineering geologists 21 3 317 335 Kenny FM Hunter G Chan P 1997 Georeferencing quality control of Ontario s water well data base for the Greater Toronto and Oak Ridges Moraine areas of Southern Ontario Dans Proceedings of the 1997 Canadian Geomatics conf GER 97 abstract 219 Kettles IM Shilts WW 1987 Tills of the O
277. s bases de donn es non uniformis es Ainsi malgr l existence de ces nombreuses donn es publiques de sous surface la connaissance stratigraphique des vall es enfouies est longtemps demeur e tr s sch matique Ces lacunes dans la connaissance g ologique ne sont pas sans impact pour la caract risation hydrog ologique r gionale En effet il n existe pas de mod le g ologique permettant de d finir ad quatement l hydrostratigraphie r gionale non plus que le cheminement de l eau entre la surface et le roc une chelle r gionale Par cons quent l importance des aquif res granulaires enfouis et leur degr de connectivit avec l aquif re rocheux r gional sont mal connus De plus la pr sence de s diments perm ables recouvrant les silts et argiles de la Mer de Champlain complique la t che de cartographier les conditions de confinement de l aquif re rocheux Il est donc tr s important de r pondre ces questions et d am liorer la connaissance g ologique de cette r gion notamment par l tude des principales formations quaternaires enfouies et de leur architecture tridimensionnelle Certe le d fi est de taille mais la pr sence des nombreuses donn es de forages de qualit repr sentent un atout majeur pour cette r gion Elles rendent en effet possible une analyse stratigraphique r gionale de sous surface avec l ajout de seulement 9 quelques travaux cibl s Autrement il serait tr s difficile voire
278. s of the dolomitic sandstone of the Theresa Formation Beekmantown Group were counted as dolostone According to available geological maps Globensky 1982 1987 Rocher et al in press the sandstones of the Potsdam Group and the known Nb sources are located northeast and east of the site but are absent to the north and northwest Therefore the lithologic content of the till and the Nb and LREE concentrations suggests that the southward flow phase which deposited the Argenteuil Till and left some old erosional marks cf Prichonnet 1977 Bolduc and Ross 2001a b were not involved in the deposition of the upper till in the B langer pit Moreover the significant increase in Nb and LREE as well as the increase in sandstone clasts near the top combined with a decrease in Shield erratics suggest that the upper till was already deposited when the late southeastward ice flow phase e g Terasmae 1965 Gadd 1980 Richard 1982 took place over that site It is possible that this last phase only created a few internal shear planes and other structures This would explain the few reported measurements indicating south southeastward flow in the upper till e g Prichonnet 1984 Fig 17 Considering the above results the vertical compositional change in the upper till could be the result of increasing incorporation of distant debris with time without any change in ice flow direction just as in the sediment transport model of Boulton 1996 If a change in
279. s separating glaciolacustrine sediments deposited into Lake Candona and sediments deposited later in the Champlain Sea probably after the marine maximum The top of the sequence is made of fluviatile sand related to the paleo Ottawa River 83 Figure 2 11 Selected glacial striae streamlined landforms and other ice flow indicators in the upper St Lawrence Lowlands compiled from multiple sources references in text These features clearly indicate that several changes in ice flow direction occurred in the upper St Lawrence Valley during the last glacial cycle Early southward ice flow shifted clockwise and was followed by a significant southwestward flow phase which was in turn followed by a late glacial counterclockwise shift between Ogdensburg and Vaudreuil 91 Figure 2 12 a Abundant streamlined landforms of assumed glacial origin observed on the DEM converge toward the southwest into the Kingston area Some south trending drumlin fields are also apparent A relative chronology is proposed 1 2 for the different landform assemblages b Proposed ice flow lines 92 xvili Figure 2 13 Glacial dynamics shifts in the upper St Lavvrence Valley during the last glacial cycle It is postulated that ice flow was generally toward the south or southeast across the region at times of a b ice advances and probably until full glacial conditions Ice flow shifted toward
280. s when needed The less reliable data 119 factor 3 were usually integrated while the remaining data with factors 1 and 2 were partly considered as guidelines if and only if there was no other subsurface information in the vicinity Those areas constitute priority targets for further investigation Plan view M aj or road i Minor i location error EES DEM error problemi gt f 3 291 5 2 Log and or road locational error oad Re road FR F1 Bedrock 4331 Glaciofluvial ES SS outwash Sublittoral sand i EH Bedrock EM Marine clay Esker or outwash predicted from map Possible presence of buried Flagged borehole valley suggested by other GIS processing cross sections Target for further investigation 4 Weighting factor son as Cross section line draped onto TIN Figure 3 5 Schematic example showing how cross section building was used for data quality control and correlation Note the different lithologic descriptions for the till unit even using standard code Clear identification of this unit was sometimes difficult which resulted in some ambiguous correlations between borehole data especially in areas where glaciofluvial and proglacial sediments are likely present at depth Cross section building was however very helpful in solving many such problems 3 3 3 3 Surface modeling The overall workflow of surface construction as well as other steps i
281. s with geological complexity total sediment thickness distance from reliable boreholes and to a degree cross sections 3 6 3 Linkages with process based models Computational grids for numerical models must be optimized to produce accurate and stable numerical solutions such that some geometric generalizations may be done in practice Anderson and Woessner 1992 As a result multi layered hydrostratigraphic models are usually designed to fit the specific requirements of both the numerical modeling strategy and a particular software package e g MODFLOW FEFLOW FRAC3DVS etc The main advantage is that the hydrostratigraphic model is readily available for numerical modeling However this approach has a number of disadvantages especially in regional projects with multiple objectives and planned end products The model may not contain sufficient stratigraphic details to meet the requirements of a subsequent numerical modeling phase or for another application within the same project considerable effort may then be required to add the right degree of complexity to the stratigraphic reconstruction In this study an approach in which the stratigraphic model is designed to better allow for multiple usages was chosen in order to accommodate many applications With such an approach a model tends to have as much as the data allow the stratigraphic details required by the most demanding application of the project The needed simplificati
282. sation permettent l analyse des propri t s En ce qui concerne l valuation de la vuln rabilit 1l y a une tendance vers le d veloppement d indices de vuln rabilit qui soient bas s sur des processus physiques mesurables plut t que sur une s rie de param tres pond r s de fa on empirique e g Van Stempvoort et al 1993 Ce type d approche n a pas encore t utilis en combinaison avec un mod le g ologique 3D D autres utilit s sont aussi envisageables Par exemple l estimation du volume des unit s mod lis es peut fournir des indications sur l importance des apports s dimentaires De plus de tels mod les permettent de reconstituer et de visualiser des pal osurfaces d rosion enfouies ou de g n rer des coupes g ologiques rectilignes ou m me curvilin aires et ce dans de multiples orientations Ce type de repr sentation graphique permet d obtenir de l information sur l architecture stratigraphique le long d une ligne d coulement par exemple Enfin ces mod les g ologiques constituent un outil de communication tr s efficace Artimo ef al 2003 et devrait permettre de rapprocher les d cideurs publics de l information g ologique La cartographie g ologique r gionale en trois dimensions n est cependant pas encore une pratique courante quoique d importants programmes de ce genre existent notamment aux Etats Unis avec la Coalition des Grands Lacs Berg et al 2000 Ce programme a pour but principal de pr
283. se de s diments glaciolacustres proximaux auxquels sont superpos s deux tills fort contraste lithologique le Till d Argenteuil et le Till d Oka Outre les s diments fluvioglaciaires des s diments glaciolacustres ont aussi t identifi s localement entre le Till d Oka et les s diments de la Mer de Champlain confirmant l tendue du Lac Candona sur la partie sud du territoire tudi Le Till d Argenteuil t moigne d une avanc e glaciaire vers le sud est et le sud alors que le Till d Oka t moigne d une phase majeure d coulement vers le sud ouest Le Till d Oka repr sente le till r gional observ en surface alors que le Till d Argenteuil n a t identifi qu en sous surface Une phase tardive d coulement glaciaire vers le sud et le sud est n a eu que peu d impacts sur la r gion l tude n affectant que sa portion ouest Enfin la s dimentation sablo graveleuse proglaciaire a t importante dans ce secteur notamment dans les vall es Des corps s dimentaires d tendue variable associ s des pandages sous aquatiques sont pr sents dans toutes les vall es enfouies d orientation NE SO Sur la base des donn es de r flexion sismique et de forages il y aurait des s quences de turbidites dans la vall e du chemin des Sources de m me que de petits c nes d pandage Dans la vall e de Saint Beno t les pandages seraient constitu s essentiellement de sables fins avec des interlits de silts Finalement les s dime
284. sely associated with the carbonatites of the region 73 Gleeson and Cormier 1971 Gold er al 1986 A few small alkaline intrusive bodies lie about 22 km northeast of this locality cf Gold 1967 Globensky 1987 but other unmapped intrusive bodies may lie much closer along the northeast trending buried valley Table 2 1 Average Na20 and Sr concentrations in till samples overlying different substrates in the study area Lowlands Laurentians NazO 1 650 9 26 3 2 2 0 2 8 11 Till Limestone Till Sandstone Sr ppm 412 1170 5 257 80 n 6 2 4 1 4 Glaciofluvial and proglacial sediments An erosional unconformity which is distinctly recorded on the seismic profile between the 200 m and 1400 m distance markers cuts partly through Oka Till Fig 2 4 This is interpreted as the result of channelized subglacial meltwater erosion Glaciofluvial erosion was thus mainly concentrated along channels in which much of the pre existing sediments were removed The channels were subsequently filled by glaciofluvial and proglacial sediments At other localities such as borehole 99 148 Fig 2 3 meltwater erosion reached bedrock and left only a bouldery lag between bedrock and the overlying marine clay cf Ross et al 2001 Fig 3 Appendix F Similar lag sediments may also occur between the 800 m and 1200 m distance markers as shown in Fig 2 4b although a thin layer of Oka Till is shown the unit may in fact have been compl
285. sente une liste des principales possibilit s que doivent offrir ces syst mes Tableau 1 4 Liste des principales possibilit s que doivent offrir les syst mes de g omod lisation adapt de Rhind 1992 de Kelk 1992 T ches 1 Importation de donn es diverses e g forages donn es topographiques 2 Gestion et manipulation de donn es tridimensionnelles 3 Construction d objets g om triques multidimensionnels points lignes surfaces volumes l aide d outils interactifs 4 Modification des objets l aide d outils interactifs e g s lection rotation translation transformation g om trique 5 Analyse des relations entre les objets topologie et conversion de structure e g structure vectorielle vers structure cellulaire voxel et vice versa 6 Interpolation et repr sentation des propri t s internes des objets 7 Analyse des donn es e g statistique et calculs e g volume distance orientation 8 Visualisation performante des donn es et des objets diff rentes chelles 9 Gestion du syst me e g historique des op rations automatisation des proc dures 10 Transfert efficace des donn es vers d autres syst mes 36 Il existe deux grandes cat gories d approches pour repr senter en trois dimensions des objets g ologiques la modelisation volumique et la modelisation surfacique Raper 2000 L objectif commun de ces approches est de construire des modeles qui soient 1 g om triquement coh rents i
286. ses g ochimiques cf Appendice A Les l ments majeurs et les m taux en traces ont t analys s par spectrophotom trie d mission atomique en plasma inductif ICP AES et plusieurs chantillons de till ont aussi t analys s pour leur contenu en niobium Nb et en terres rares TR par spectrom trie de masse coupl e au plasma inductif ICP MS Ces analyses ont t effectu es au laboratoire de l INRS ETE Qu bec Quelques chantillons d argile marine et de rhythmites proglaciaires ont t analys es pour leur contenu en microfossiles Enfin quelques chantillons de bivalves et de bois ont t analys s par spectom trie de masse par acc l rateur SMA pour obtenir leur ge cf Appendice B Ces analyses ont t effectu es par Geochron Laboratories et Beta 30 Analytic Finalement 2 chantillons de sable et de silt ont t soumis a des analyses de luminescence IRSL au laboratoire LUX de l UQAM afin d estimer leur ge Tableau 1 2 Liste des analyses effectu es dans le cadre de cette recherche Analyses D tails Techniques Laboratoire P trographiques Fractions 8 mm Tamisage rin age INRS ETE comptages 2 4 mm observ binoculaire test HCL G ochimiques l ments majeurs ICP AES INRS ETE traces Nb Terres rares ICP MS INRS ETE G ochronologiques Bivalves bois SMA Geochron Beta A Sable silt IRSL LUX Micropaleontologiques Foraminiferes D saggr gation tamisage J
287. si orient s NO SE notamment sous la Rivi re du Ch ne Fig 1 4 18 LEGENDE Cr tac Cambrien Sup rieur 0 intrusion alcaline GROUPE DE POTSDAM Gres Ordovicien FORMATION DE CAIRNSIDE BI GROUPE DE TRENTON Calcaire FORMATION DE COVEY HILL MN GROUPE DE BLACK RIVER Calcaire GROUPE DE CHAZY Calcaire Prot rozoique GROUPE DE BEEKMANTOWN 88 Socte grenvilien MA FORMATION DE CARILLON Calcaire FORMATION DE BEAUHARNOIS Dolomie Membre de Huntington 222 Membre de Ogdensbergi 172 FORMATION DE THERESA Dolomie Structures g l x synclinal kilometres 5 Axe anticlinal 2 Faille probable Faille supposee Figure 1 4 G ologie du substratum rocheux modifi e de Rocher ez al sous presse 1 2 2 Physiographie et g omorphologie La r gion l tude s tend sur environ 1500 km Entre Grenville et Saint J r me cf Fig 1 5 la zone d tude est limit e au nord par les Laurentides et au sud par la rivi re des Outaouais Fig 1 1 A Vest de Saint J r me la limite nord de la zone d tude passe entre Sainte Sophie et Sainte Anne des Plaines puis bifurque vers le sud en passant entre Bois des Filion et Terrebonne cf Fig 1 5 Sa limite sud est d finie par la rivi re des Milles les un tributaire du fleuve Saint Laurent La physiographie d une partie de cette r gion a t bien d crite par L vesque 1982 de sorte que le texte qui suit repre
288. sitional history A 5 Distance m N 60 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 5 20 2 5 0 gt 2 20 Test hole 2 GSC 1971 est hole 2000 GSC 2000 GSC 2000 8 20 065P 600 800 1000 00 CHS_F1 1400 00 688 2 1800 i 4 1 1 1 D L 40 fe 220 w 0 gt o Li 20 n AZ r Arkosic sandstone e DS Covey Hill Fm Potsdam Gr Glaciolacustrine seds Figure 2 4 Line 1 a Seismic reflection section recorded along Chemin des Sources CHS processed section in variable amplitude and b interpreted section Two way travel times are converted to depth and are displayed as elevations masl m above or below sea level Schematic representation of the lithological logs of three boreholes and one test hole drilled along this seismic line are superimposed on the interpreted profile Log 00 CHS Fl and log 00 CHS F2 are shown in more detail in Fig 2 6 and Fig 2 5 respectively A stratigraphic borehole 00 CHS F2 was drilled through the thick Quaternary sequence in the northern segment of the profile Figs 2 4b and 2 5a At the borehole site the Champlain Sea sediments are underlain by a 43 8 m thick succession of glacial sediments consisting of two very distinct till sheets which overlie ice proximal stratified sediments Fig 2 58 South of this site at borehole 00 CHS Fl part of the sequence is truncated 70 by an erosional unconformity overlain by glac
289. sively to a better 3D understanding and when this process has gone through several cycles the results provide an internally consistent interpretation Martin and Frind 1998 also used cross sections to help validate a database and to group lithologies into meaningful categories However their cross sections were not constructed in a digital 3D environment Furthermore they were local and made of tie lines linking control points from borehole contacts and were not used to constrain the interpolation Meriano and Eyles 2003 followed a similar approach for data quality control but they too did not use cross sections to constrain interpolation In all cases the amount and quality of subsurface data is of paramount importance in any geologic modeling project independent of the scale or approach used One must consider that it is not realistic to build a geologic model in an area where high quality data are absent or too sparse and clustered without carrying out extensive field surveys to gather new data A minimum quantity of subsurface data is required As a rule of thumb Weber and van Geuns 1990 suggested that depending on data distribution and the complexity of the geology approximately 1 4 vvells km are necessary to adequately construct clastic reservoir simulation models except for highly complex cases where many more vvells km may be required In this study a total of about 3 4 vvells km were available to construct the model c
290. strant la distribution de certains param tres e g g ologie recharge profondeur la nappe Ces param tres sont transf r s sur une grille uniforme 45 et dans le cas des m thodes cartographiques un indice de vuln rabilit est attribu pour diff rentes combinaisons de param tres Par exemple la pr sence d une unit consid r e perm able en conjonction avec une faible profondeur la nappe g n re un indice de vuln rabilit lev Dans le cas des m thodes param triques un indice num rique est attribu chaque param tre G n ralement ces indices sont pond r s en fonction de leur importance relative Un indice total est alors produit et regroup sous la forme de classes de vuln rabilit Les m thodes DRASTIC Aller et al 1987 et GOD Foster 1987 sont des exemples bien connus de m thodes param triques Les m thodes de la deuxi me cat gorie m thodes analytiques et mod lisation num rique tentent de r soudre des quations math matiques d finissant des processus de transport des contaminants l aide de mod les d terministes e g Carsel ef al 1984 Wagenet et Hutson 1987 avec parfois une composante stochastique e g Villeneuve ef al 1987 Carsel 1988a b Elles sont g n ralement utilis es pour l estimation de la vuln rabilit sp cifique aux pesticides Les m thodes de la troisi me cat gorie m thodes hybrides visent estimer la vuln rabilit sur la base d une propri t ex
291. streams two have been recognized in the Ontario Erie basins 1 some till units the Sunny Point or Sunnybrook Till and the Catfish Creek Till show evidence of ductile deformation cf Hicock and Dreimanis 1992 Lian er al 2003 and 2 the ice sheet margin was characterized by large divergent lobes Furthermore southwestward trending ice flow features in the upper St Lawrence Valley can be traced from Kingston to the Montreal region cf Figs 11 and 12 and at least two other criteria for former ice stream locations can be recognized Most ice flow features clearly converge toward the Ontario basin cf Figs 11 and 12 and a sharp boundary between contrasting drumlin fields is apparent west of Kingston Chapman and Putnam 1984 Gadd 1987 Fig 5 This evidence suggests that fast glacial flow toward the southwest most likely took place in the Ontario basin during the Late Wisconsinan and this event reorganized flow patterns in the upper St Lawrence Valley to a previously unrecognized extent Furthermore results from numerical simulation suggests that an ice sheet will be characterized by similar patterns during successive stadial periods in a glacial cycle Boulton ef al 2003 It is thus reasonable to hypothesize that such ice stream activity occurred repeatedly over these regions during Wisconsinan time However the lobes of the southern margin of the Laurentide ice sheet were dynamic entities adapting their configuration to climate proglac
292. t Minist re des ressources naturelles du Qu bec MM 85 02 Gogu RC Dassargues A 2000 Current trends and future challenges in groundwater vulnerability assessment using overlay and index methods Environmental Geology 39 6 549 559 Gold DP 1967 Alkaline ultrabasic rocks in the Montreal area Quebec Dans Ultramafic and related rocks P J Wyllie John Wiley amp Sons New York pp 288 302 Gold DP Eby GN Bell K Vall e M 1986 Carbonatites diatremes and ultra alkaline rocks in the Oka area Quebec Geological Association of Canada Mineralogical Association of Canada Canadian Geophysical Union Field Trip Guidebook 21 Guilbault J P 1989 Foraminiferal distribution in the central and western parts of the Late Pleistocene Champlain Sea Basin Eastern Canada G ographie physique et Quaternaire 43 1 3 26 Guilbault J P 1993 Quaternary foraminiferal stratigraphy in sediments of eastern Champlain Sea basin Qu bec G ographie physique et Quaternaire 47 1 43 68 Gustavson TC Ashley GM Boothroyd JC 1975 Depositional sequences in glaciolacustrine deltas Dans Glaciofluvial and Glaciolacustrine Sedimentation Edit par AV Jopling BC McDonald Society for Sedimentary Geology Special Publication 23 pp 264 280 Gwyn Thibault JJL 1975 Quaternary geology of the Hawkesbury Lachute area southern Ontario Ontario Division of Mines map P1010 Geological Series Haith DA Laden EM 1989 Screening of groundwater contami
293. t needed to be standardized and carefully validated first A common practice in subsurface stratigraphic modeling consists of applying an interpolation algorithm solely on groups of scattered data points e g usually well markers to generate continuous surfaces Semi automatic operations are then applied to correct for crossovers More sophisticated and iterative approaches are sometimes used in which 2D cross sections are automatically generated to verify model internal consistency e g Herzog et al 2003 but cross sections are rarely built in the initial modeling stages and used as a direct constraint in the model In this study cross section building was found to be an efficient way to select the best quality wells and to make the most consistent correlations as well as being a first step in mapping subsurface stratigraphic pinchouts and to constrain interpolation Geologic maps were also used as a constraint Therefore the approach used in this study to construct the GFM is in fact multidimensional It follows an iterative process in which 1D and 2D data are analyzed and first integrated in a series of 2D interpretations cross sections which are then reevaluated in the third dimension as new adjacent cross sections are constructed as well as during surface construction At all stages interactive 3D visualization is an important 137 component of data analysis assessment interpretation and interpolation This in turn leads progres
294. t that this unit be simply referred to as SJL sediments at least until samples allowing a more detailed description of the unit become available 77 W 750 m Test holes Well 57 masl MR 1999 0001 00_STJPH E Kees Champlain Sea Pad tg Pi silt clay 31 masl E 3 SJL sediments KSM Sandstone 1 AMS C gt 48 32 ka BP E WEE H Vertical exaggeration is 10X Figure 2 7 Schematic cross section linking borehole and well logs drilled during this study in Saint Joseph du Lac cf Fig 2 3 Wood from the sandy unit underlying the thick Oka Till yielded a non finite radiocarbon age The unit is thus at least older than late VVisconsinan and could be late Sangamonian in age Details of borehole log 00 ST PH are shown on Figure 2 8 At the borehole site 00 STJPH the depression contains a single 28 m thick till sheet characterized by few facies changes and buried under 55 m of sediments consisting mainly of Champlain Sea silt and clay The till is a light olive brown 2 5Y 5 4 matrix supported yet stone rich diamicton with few sandy interbeds There is no evidence of a significant glacial dynamics shift although a vertical gradation in the composition can be detected Fig 2 8 Given the high content of dolostone clasts ice flow was probably toward SSW and or SW cf Globensky 1987 for geological map The low content of Canadian Shield clasts seems more consistent with a northeastern prove
295. t utilis des cartes de lithofaci s pour d finir l tendue des aquif res confin s et libres ainsi que les zones pr sentant des conditions art siennes Kempton et Cartwright 1984 ont exploit cette approche en construisant des cartes de lithofaci s contenant des informations sur les unit s de sous surface stack unit maps Cette technique tait encore utilis e r cemment pour la gestion du territoire e g Stiff 1999 et la conception de cartes de vuln rabilit la contamination e g Rine ef al 1999 Les mod les s dimentologiques conceptuels sont galement utilis s en g ologie du Quaternaire e g Eyles et Eyles 1992 et ils fournissent un cadre utile pour la pr diction des conditions de sous surface e g Anderson 1989 Flemming 1998a b et pour la recherche d aquif res confin s et inaccessibles e g Fraser et Bleuer 1987 ou encore pour mieux comprendre la variabilit spatiale des propri t s hydrauliques des corps s dimentaires e g Scheibe et Freyberg 1995 Ces mod les ne sont toutefois pas la repr sentation fid le d un corps s dimentaire en particulier De plus comme l ont fait remarqu Boyce et Eyles 2000 m me si ces mod les sont souvent repr sent s sous forme de blocs diagrammes ils sont en fait construits partir de donn es ne fournissant qu une ou deux dimensions Eyles et Eyles 1992 L analyse des assemblages de faci s et des discontinuit s i e l analyse des l ments arc
296. tard considerable recharge to underlying aquifers can occur by vertical movement through time Lloyd 1983 Gerber and Howard 1996 The arithmetic mean thickness of the regional till aquitard is 9 m Table 3 3 Marine clay fills the depressions between drumlins and sandy deposits form in places a thin blanket around drumlins and over the clay These sandy deposits form the discontinuous upper aquifer for which the estimated overall volume is 1 7 x 10 m Table 3 3 Only 2 of the model area or 28 km is characterized by a direct connection between the upper sandy units and the regional aquifer system but it must be realized that it is a minimum value since these units are not fully represented in the GFM Other recharge settings also exist such as in an area east and northeast of the Oka Hills Fig 3 7E where the Quaternary sediment cover is very thin and large flat outcrops are 129 frequent Finally some recharge zones are characterized by broad interfluves where till thickness can reach up to 20 or even 40 m Drumlin Sandy deposits lo m 145 Towards a 0 e m buried valley Figure 3 9 Typical recharge area extracted from the GFM Recharge is through surficial sand and a drumlinized till sheet Clay is often present in surface lows between drumlins Vertical exaggeration factor is 15 and Y axis indicates north Table 3 3 Thickness and volume estimates of main GFM units Homogenous porosities n cm cm are
297. te au Sable section facies assemblages of the stratified sediments underlying the erosive contact are also consistent with a glaciolacustrine setting cf Fig 2 10 Therefore these 96 stratified sediments are interpreted to have been deposited from sediment laden meltwater discharging into Lake Candona cf Parent and Occhietti 1988 Rodrigues 1992 from a subglacial conduit predominantly in the form of quasi continuous hyperpycnal underflows cf Bates 1953 Secondarily the top of the sequence is indicative of pulsating turbidity currents This overall process resulted in the construction of a small subaqueous outwash fan The age 10 450 40 ka BP obtained for the Hiatella arctica on the unconformity overlying the outwash cf Fig 2 10 indicates that the unconformity represents a hiatus separating glaciolacustrine sediments deposited into Lake Candona and sediments deposited later in the Champlain Sea probably after the marine maximum Other less forceful observations suggest that Lake Candona may have extended farther north such as in the CHS valley and even near Sainte Anne des Plaines cf Fig 2 3 In the CHS valley a clear distinction between a glaciolacustrine and glaciomarine origin for the outwash sediments is difficult to assess However the probable presence of thick turbidites Fig 2 4b in deep parts of the valley is consistent with a glaciolacustrine setting If correct the overlying rhythmites may represent th
298. that do not reach bedrock in order to respect minimum thickness constraints using interactive tools Crossovers and other thickness problems were thus corrected locally depending on the specific problem instead of taking a reference surface calculating its thickness and then adjusting all the others to fit that layer Therefore surfaces are not regionally modified on the basis of a reference layer as opposed to what is often done in multi layered modeling using standard GIS tools 3 3 3 4 Model volumes The interlocked surfaces are intended to form closed volumes representing geologic bodies The surfaces thus act as dividing walls isolating 3D regions Mallet 2002 However the partitioning of the subsurface into such 3D regions which describe the topological space requires that the surfaces be welded together It is therefore critical that the topology defined by the surfaces be unambiguous Surfaces must form a closed volume and the line defined by the intersection of two surfaces must be unique and free of gaps Time consuming operations may be required to achieve this goal in complex models which have numerous and highly detailed intersecting surface borders However this is very useful to make sure that topology is consistent as this allows calculation of volumes visualization of separated objects and application of grid generation tools that maintain the geometric integrity of the GFM In order to achieve this many improvem
299. that have different descriptive attributes The purpose of the code is to group attributes which are related to a similar lithology It is important to note that the standardization added a new classification which means that the old ones were preserved An example of standardization is shown in Fig 3 3 This abridged code is especially useful and facilitates 113 correlation between highly detailed descriptions using lithofacies code and non standardized poorly detailed descriptions Detailed description Detailed description Well log Same well using lithofacies code Using abridged description log using standard code standard code 22 gt 0 TE I Sand Silt 20 1 gt S1 Sand Fine S1 49 A Sr gt 51 17 16 15 Clay ar Silt Clay F1 14 Clay Silt 13 8 12 Dms r D Grav Clay Fin gt lt Clay Grav D 11 Silt Sand 5 S1 F1 Sand Silt S1 F1 10 PURAS S1 Clay Sand RFRA 8 SSS 56 81 51 8 ees Sr B S1 Sand ao 6 EA LRO 5 4 3 Sand Grav 3 2 1 Till Clay Grav D1 0 Clay Bould C Si fS cS Gr G Figure 3 3 Stratigraphic logs providing an example of the standard code vvhich vvas implemented to facilitate correlation between highly detailed descriptions using lithofacies code e g Eyles et al 1983 and non standardized poorly detailed descriptions This abridged code is particularly useful when systematic distinctions such as
300. the layered system cf Appendix D Results are grouped into DAT classes which provide a relative vulnerability index Full presentation of the method as well as results from the study area are provided by Ross ez al 2003 in press 3 5 3 Groundwater flow modeling The model presented in Fig 3 7 shows a degree of complexity that is required to model contaminant transport but that is beyond what is usually considered for regional groundwater flow modeling The project s strategy was to model the flow in the underlying fractured rock aquifer and to use calibration parameters such as the areal distribution of recharge rates to account for the overlying Quaternary sediments Nastev et al in press a For these reasons only the coordinates of the bedrock surface were exported as a regular grid ASCII file format to create the layers in the regional numerical hydrogeologic model Nevertheless knowledge regarding the Quaternary stratigraphic architecture especially the spatial distribution of the coarse glaciofluvial sediments cf Fig 3 7b provided significant insights for calibrating the model The glaciofluvial sediments when hydraulically connected to the fractured rocks contribute significantly to the overall transmissivity of the regional aquifers Nastev ef al in press a Therefore the hydraulic conductivity K of these sediments was used as a calibration parameter The K values of the first uniformly thick layer of the numeric
301. the southwest when the Ontario Lobe was in a state of fast flow d Ice sheet profile re equilibrates after retreat of the Ontario Lobe from the Lake Ontario basin e Final deglaciation of the study area with brief glaciolacustrine conditions prior to Champlain Sea incursion cf Bolduc atid ROSS 2000 isco 94 Figure 3 1 Location of study area with digital elevation model as background Locations Of some figures in the text are also SHOWN cooooocccnnnoocccccnoonccnnnonononononnnnoconcononoss 107 Figure 3 2 Distribution of newly acquired data and the most reliable archival boreholes see Table 3 1 Note that reliable data are scarce in the westernmost part of the study area en nd As A TRE SA 110 Figure 3 3 Stratigraphic logs providing an example of the standard code which was implemented to facilitate correlation between highly detailed descriptions using lithofacies code e g Eyles et al 1983 and non standardized poorly detailed descriptions This abridged code is particularly useful when systematic distinctions such as coarse fine sand are needed 113 Figure 3 4 a Location of regional cross sections in plan view cf Appendix G b Example of the 3D graphic environment in which cross sections are built The white interlocked curves represent the top of each unit along the cross section These curves are used as constraints during the subsequent surface modeling 117 Figure 3 5 Schematic example showing h
302. the upper till at the B langer section The main reason to abandon the older name is that border is a generic geographic term incompatible with recommendations of the North American Commission on Stratigraphic Nomenclature 1983 stating that the generic portion of a geographic term not be included in the name of geological units Since the name Border Till is not entrenched in the literature this change will not affect the stability of the regional stratigraphic framework and will not create much confusion 2 6 4 Extension of Lake Candona Evidence suggesting that a short lived glacial lake covered the central St Lawrence Lowlands prior to the incursion of the Champlain Sea have been reported by several researchers LaSalle 1981 Anderson ef al 1985 Parent 1987 Naldrett 1988 Rodrigues 1992 and were integrated in regional paleogeographic models e g Parent and Occhietti 1988 1999 Pair and Rodrigues 1993 Occhietti et al 2001 Assemblages made exclusively of the freshwater ostracode Candona cf C subtriangulata in rhythmites overlying the regional till and underlying Champlain Sea sediments is definitely the most convincing evidence of the existence of such a lake Parent and Occhietti 1988 presented a reconstruction of the glaciolacustrine phases prior to the marine invasion and named the most extensive coalescent phase Lake Candona Based on the work of Anderson et al 1985 Naldrett 1988 and Rodrigues 1992 it is cle
303. tills pr s du versant nord des Adirondacks donn es qui taient auparavant consid r es anormales cf Denny 1974 Clark et Karrow 1983 La mise en vidence d une dynamique de courant glaciaire dans cette partie de l inlandis laurentidien constitue une contribution scientifique qui va au del de l int r t r gional car l int r t envers les courants glaciaires actuels et anciens n a cess de grandir au cours des derni res ann es et ce sujet int resse de nombreux chercheurs dans le monde eg Clark 1995 Bentley 1998 Ceci est d au fait que les courants glaciaires sont maintenant reconnus comme le principal moteur du transfert de masse des glaciers Leur efficacit drainer d importantes masses de glace en un temps relativement court est telle qu ils exercent une influence consid rable sur le comportement et la stabilit des inlandsis ce qui pourrait avoir un effet important sur le climat Hugues 1992 MacAyeal 1993 Clark 1994 McCabe et Clark 1998 Plusieurs courants glaciaires ont d ailleurs t identifi s et tudi s en Antarctique et certains chercheurs s interrogent quant leur r le sur la stabilit moyen et long terme de l inlandsis de l Antarctique de l Ouest e g Bentley 1998 Oppenheimer 1998 Les courants glaciaires semblent aussi avoir jou un r le critique dans la stabilit et la disparition des grands inlandsis des moyennes latitudes Clark 1994 1995 Patterson 1998 et ce m me si leur r le
304. transect de Montr al du projet CartNat a pour objectif de d finir la nature l origine et l architecture des successions pal ozoiques et quaternaires Lavoie et al 2000 La pr sente recherche concerne la caract risation des successions quaternaires leur nature leur origine et leur architecture stratigraphique tridimensionnelle de m me que leur r le dans le systeme hydrog ologique regional II est important de mentionner que cette recherche profite du caractere multidisciplinaire de ces projets en faisant appel l expertise d autres membres de l quipe et en int grant une partie de leurs r sultats Cette approche int gr e permet d optimiser les efforts en vue de mieux comprendre les bassins s dimentaires pal ozo ques et quaternaires qui sont Ph te d importants syst mes hydrog ologiques et de caract riser ces syst mes Figure 1 1 Localisation de la r gion l tude avec un mod le num rique de terrain MNT en trame de fond 1 1 2 Structure de la th se La structure utilis e est celle de la these par articles Cette approche est consid r e comme tant la plus efficace et la plus concise pour communiquer les r sultats de la recherche La these comprend quatres parties distinctes La Premiere Partie consiste d abord en une pr sentation du projet de recherche probl matique objectifs m thodologie et ensuite d une synth se de la contribution scientifique de l auteur Cette partie est r dig e
305. trois dimensions pour mieux comprendre le Quaternaire d une large r gion Cette approche est utilis e seulement depuis quelques ann es en lien avec des tudes de caract risation hydrog ologique e g Parent et al 1998 Sharpe ez al 2002 Sharpe ez al 2003 Artimo ez al 2003 De plus le mod le 3D pr sent au Chapitre 3 et lors d ateliers e g Ross et al 2002 dont les comptes rendus figurent a l Appendice F est Dun des premiers modeles regionaux de formations quaternaires en trois dimensions au Canada 32 voir aussi Logan 2002 Thorleifson et al 2002 Cette recherche pr sente donc une proc dure peu commune d analyse de bassins quaternaires allant de la prise de donn es et de leur analyse cf chapitres 2 et 3 la production d un mod le 3D r gional cf Chapitre 3 en passant par le traitement et le contr le de la qualit des donn es et le d veloppement d applications cf chapitres 3 et 4 1 4 3 Contribution a l hydrog ologie Le Chapitre 3 pr sente la proc dure g n rale d velopp e pour construire le modele g ologique tridimensionnel et discute de son utilit en hydrog ologie r gionale La contribution globale a l hydrog ologie se situe donc au niveau de l utilisation de l information g ologique des fins de caract risation r gionale La strat gie propos e dans cette th se est en effet diff rente et ce plusieurs gards de celle g n ralement employ e en hydrog ologie et dans laq
306. ttawa region Dans Quaternary geology of the Ottawa region Ontario and Quebec Edit par RJ Fulton Geological Survey of Canada Paper 86 23 pp 10 13 Kugler Gagnon M 1974 Information g oscientifique et am nagement These de doctorat non publi e Universit d Ottawa Lamothe M Editor 1987 Pleistocene stratigraphy in the St Lawrence Lowland and the 198 Appalachians of Southern Qu bec a field guide Collection Environnement et G ologie Universit de Montr al 4 Lamothe M 1989 A new framework for the Pleistocene stratigraphy of the central St Lawrence Lowland Southern Qu bec G ographie physique et Quaternaire 43 2 119 129 Lamothe M Parent M Shilts WW 1992 Sangamonian and early Wisconsinan events in the St Lawrence Lowland and Appalachians of Southern Quebec Canada Dans The last interglacial glacial transition in North America Edit par PU Clark PD Lea Geological Society of America Special Paper 270 pp 171 184 Lanz E Pugin A Green A Horstmeyer H 1996 Results of 2 and 3 D high resolution seismic reflection surveying of surficial sediments Geophysical Research Letters 23 491 494 LaSalle P 1981 G ologie des dep ts meubles de la r gion Saint Jean Lachine Minist re de l nergie et des Ressources Qu bec DPV 780 LaSalle P David PP Bouchard M et al 1982 Guidebook of the 45 Annual Meeting of the Friends of the Pleistocene Drummondville St Hyacinthe Qu bec Canada Montr al Univ
307. tum rocheux est tr s difficile d terminer eg Brennand er al 1997 Logan et al 2001 Il faut donc envisager qu il ne soit pas toujours possible de generer un modele regional ad quat sans acqu rir une quantit importante de donn es de qualit Toutefois la region concern e par 14 la pr sente recherche comporte beaucoup de donn es de qualit atteignant le roc et r parties de fa on quasi uniforme et pour lesquelles l acc s au format original est encore possible cf Chapitre 3 Tr s peu d efforts d int gration et de mise en valeur de ces donn es avaient t entrepris avant le present projet de recherche Le projet d hydrog ologie regionale multidisciplinaire AFSOQ ainsi que le projet de cartographie CartNat pr sentent une opportunit unique de mettre en valeur ces donn es archiv es en les combinant a de nouvelles donn es et en mettant a profit les plus r cents d veloppements g oscientifiques et informatiques Cet effort est essentiel pour d finir un modele g ologique regional et tester les possibilit s d utilisation d un tel modele notamment en ce qui concerne l valuation r gionale de la vuln rabilit des aquif res la contamination 1 1 4 Objectifs du projet de recherche L objectif global de cette th se consiste a d velopper et int grer la connaissance du Quaternaire regional a un processus de geomodelisation menant a la r alisation d un modele regional tridimensionnel des
308. u profonde Mer de Champlain Complexe Rivi re du Nord s diments fluvioglaciaires et s ds marins remani s Gs Gx S diments fluvioglaciaires 22 Tili non diff renci aer Formations superficielles non diff renci es ERT Substratum rocheux non diff renci Mb Forage localisation seulement Groupe de forages quantit de forages chelle horizontale 1 100 000 Exag ration verticale 20x kilom tres 2 5 0 2 5 5 292 Collines d Oka Rivi re du Nord Ma 200m 150m Ruisseau Varin v Autoroute 50 LI 1 100m 50 0m 40 m 0 km 5 km Coupe P Q 2 Collines d Oka 0 km 5 km 10 km 15 km 20 km 25 km L GENDE Mg S diments remani s par glissement de terrain O S diments organiques E S diments oliens Ap Alluvions actuelles At Alluvions de terrasses fluviales Alluvions des terrasses anciennes LE S diments littoraux et d exondation Lac Lampsilis Mb S diments littoraux et d exondation Mer de Champlain Ma S diments fins d eau profonde Mer de Champlain Cm Complexe Rivi re du Nord s diments fluvioglaciaires et s ds marins remani s Gs Gx S diments fluvioglaciaires 22 Till non diff renci EEE Formations superficielles non differenciees R Substratum rocheux non differencie Fora
309. u Saint Laurent avant cette tude notamment sur l le de Montr al Prest et Hode Keiser 1962 1977 a Pointe Fortune Veillette et Nixon 1984 Anderson ef al 1990 dans les basses Laurentides L vesque 1982 et aux Etats Unis le long du Saint Laurent entre Chateaugay et Watertown MacClintock et Stewart 1965 Ce cadre permet de faire certains liens entre la stratigraphie du bassin du lac Ontario Karrow 1989 celle de la vall e moyenne du Saint Laurent Occhietti 1989 Occhietti et al 1996 et du piemont appalachien Prichonnet 1982 On remarque l existence d au moins trois tills dans la r gion de Montr al un till est associ l tage Illinoien Till de Rigaud un deuxi me pourrait avoir t mis en place au Wisconsinien inferieur et enfin un troisieme correspondrait a l avanc e glaciaire majeure du Wisconsinien sup rieur 22 R Sabli re B langer le de Montr al Nord ouest de Montr al Pointe Fortune MacClintock et Prest et Hode Keyser Veillette et Nixon 1984 Stewart 1965 Leyosgue 194a Anderson et al 1990 Holoc S ds fluviatiles S diments fluviatiles l c n tourbes etc eoliens etc 10 ka Mer de Champlain 1 EE Covington egen glaclolacustres rd h mplan VVisconsinien sup Till de Fort Covington Till de Fort Covington 35 25 ka 5606 fluvioglaciaires Till Border Unit 6 Till sup rieur Sable de Carillon Unit 5 1 ini Complexe du till
310. u manuscript et des figures titre de deuxi me auteur et en tant que directeur de th se M Parent a jou un r le de supervision toutes les tapes du processus et son exp rience et ses conseils ont t indispensables tout au long de la recherche La collecte des donn es sismiques a t effectu e en collaboration avec J Hunter et B Benjumea L quipement et la proc dure de collecte des donn es 1 e la configuration des g ophones etc ont t fournis par J Hunter Le traitement des donn es sismiques a t effectu par B Benjumea L interpr tation pr liminaire des donn es sismiques a t effectu e en collaboration avec J Hunter mais l interpr tation finale avec l ensemble des donn es 1 e 47 profils sismiques forages et analyses a t compl t e par M Ross Enfin les diagraphies ont t effectu es par J Hunter et son quipe Le Chapitre 3 est un article publi dans Hydrogeology Journal qui est pr sentement disponible en ligne a Tadresse suivante http link springer de journals hydrogeo Cet article pr sente la proc dure g n rale de modelisation 3D d velopp e dans cette recherche de m me qu une analyse des principaux contextes hydrog ologiques et hydrostratigraphiques de la r gion a l tude M Ross tait responsable de la strat gie de recherche du d veloppement de la proc dure de construction du modele g ologique 3D de la compilation des donn es et de l assemblag
311. uelle un mod le hydrostratigraphique est con u sp cialement pour satisfaire les besoins de la mod lisation num rique e g Martin et Frind 1998 Herzog er al 2003 Meriano et Eyles 2003 Certes cette derni re approche est fort utile dans la mesure o le mod le peut tre utilis directement pour les fins de mod lisation num rique Cependant il est g n ralement n cessaire de simplifier l architecture stratigraphique pour ce type d applications Anderson et Woessner 1992 Or il faut bien comprendre l architecture stratigraphique d une r gion si l on veut faire les bons choix i e simplifications et g n rer un mod le qui soit repr sentatif de la r alit L approche propos e dans cette th se part donc du principe qu il est plus s r de g n rer un mod le num rique simplifi partir d un mod le complet et plus d taill qu en ajustant par t tonnements les donn es dispers es sur plusieurs m diums Il s agit donc de regrouper l information pertinente afin de g n rer un mod le g ologique tridimensionnel qui soit repr sentatif de l tat combin des connaissances de la surface et de la sous surface Avec une telle strat gie l architecture stratigraphique du mod le est moins limit e par les contraintes ou exigences associ es une application sp cifique e g mod lisation num rique que par les donn es et le niveau de connaissance au moment o le mod le est construit Ainsi le processus de mod lisation g
312. ues Miall 1990 and quality control as well as standardized procedures to optimize the use of a multisource database limit of the Study area Vw 4 age Andr 75 Hills Figure 3 1 Location of study area vvith digital elevation model as background Locations of some figures in the text are also shown 3 2 CHARACTERISTICS OF THE STUDY AREA The study area extends over about 1500 km between the Laurentian Highlands the Ottawa River and other St Lawrence River tributaries Fig 3 1 At low elevations 108 ranging from 25 m above sea level masl up to about 70 masl the region mainly consists of a low relief clay plain incised by paleochannels of the Ottawa River and by modern rivers and streams At higher elevations from 70 m to 95 m it consists of a drumlinized till plain which represents important groundwater divides and recharge areas Both zones mainly trend northeast southwest parallel to the nearby Shield margin Laurentians Elevations rise to 250 masl in a large Shield inlier the Oka Hills The rural and semi rural population depends largely on fractured rock aquifers for water supply and the region is undergoing rapid housing development due to proximity to Montreal The bedrock is essentially made of Paleozoic sedimentary rocks of the St Lawrence Lowlands Platform which locally consists of a 1500 to 3000 meter thick succession of sandstones and carbonates ranging from Cambrian to Middle O
313. une r gion Ainsi ces mod les bien que souvent guid s dans leur construction par les mod les sedimentologiques et geomorphologiques repr sentent non pas une conception d un type d environnement s dimentaire mais bien l architecture stratigraphique des unit s d une r gion en particulier et parfois leurs propri t s intrins ques Ils repr sentent donc en quelque sorte une nouvelle g n ration de cartes g ologiques En hydrog ologie ce type de produit peut servir de base g om trique des mod les de simulation num rique qui doivent de plus en plus prendre en compte la troisi me dimension e g Frind ef al 2002 De plus les mod les g ologiques peuvent tre forts utiles pour estimer et cartographier les param tres hydrog ologiques e g conductivit hydraulique recharge et pour valuer la vuln rabilit la contamination d aquif res recouverts de plusieurs couches discontinues En effet la plupart des m thodes d valuation de la vuln rabilit utilisent les syst mes d information g ographique SIG pour analyser les donn es et cartographier les 12 r sultats Or ces systemes sont g n ralement assez limit s pour repr senter a la fois les donn es de surface et de sous surface et traiter leurs relations spatiales en trois dimensions Les mod les g ologiques tridimensionnels offrent une meilleure repr sentation de la distribution et de l paisseur des unit s et les syst mes de g omod li
314. urrent Research Part B Paper 78 1C Geological Survey of Canada pp 23 28 Richard SH 1982 Surficial geology Vaudreuil Qu bec Ontario Geological Survey of Canada Map 1488A 1 50 000 Ricketts BD ed 2000 Mapping geophysics and groundwater modelling in aquifer delineation Fraser Lowland and Delta British Columbia Geological Survey of Canada Bulletin 552 206 Ridge JC Besonen MR Brochu M et al 1999 Varve paleomagnetic and Me chronologies for Late Pleistocene events in Nevv Hampshire and Vermont U S A G ographie physique et Quaternaire 53 1 79 106 Rine JM Covington E Shafer J Berg RC 1999 The use of stack unit mapping to predict pathways of contaminant throught Tertiary aged strata A M areas Savannah River SC Dans Abstract with Programs of the Geological Society of America 1999 Annual meeting and exposition 25 28 oct 1999 Denver Colorado A 79 Roberts MC Pullan SE Hunter JA 1992 Applications of land based high resolution seismic reflection analysis to Quaternary and geomorphic research Quaternary Science Reviews 11 557 568 Robinson SD Michaud Y 1999 Ground penetrating radar Dans R Gilbert compilateur A Handbook of Geophysical techniques for geomorphic and environmental research Geological Survey of Canada The Canadian geomorphological research group Open File 3731 pp 69 102 Rocher M Salad Hersi O Castonguay S sous presse Geologic map of St Lawrence Lowlands Secto
315. us to another unit Therefore assigning a lithology to a specific unit automatically by querying a database will provide 116 results of limited use or validity Any automatic or semi automatic data standardization and validation method including the one described in this paper see above must be done in combination with knowledge driven tools such as basin analysis and facies models to help identify data which should be considered as being part of the same geologic body and to guide the bridging between data points Since the known composite stratigraphic sequence is usually incomplete at most sites correlations must be made carefully Because it is more natural and easier for the human mind to understand data relationships in 2D the initial correlation and interpolation were made using 2D vertical working planes However following the work of Ragan 1985 Marschallinger 1991 and Schetselaar 1995 it was decided to build geologic cross sections directly in the 3D graphic and georeferenced environment This approach helped to reduce data transfers and one can use the 3D visualization capabilities to interactively test the consistency of a newly built cross section with the others in a georeferenced environment common to all input data More than 40 cross sections were built this way to form the basis of the 3D framework cf Appendix G Their location is shown in Fig 3 4a Except for two of them they are aligned perpendicular to the ma
316. utwash fans e g Jopling and McDonald 1975 and according to Jopling and Walker 1968 it suggests both a reduction in underflow velocity and an increase in deposition from suspension Paleocurrents have a fan shaped distribution ranging from 150 to 240 This assemblage grades upward into a thin turbidite sequence made of a series of normally graded fine sand and silt laminae forming a rhythmic succession This is overlain by slightly diamictic silt and clay laminae containing isolated larger striated dropstones No microfaunal specimens were found in samples from the base of this facies but Candona subtriangulata only assemblages were found just below an erosive contact marked by a thin diamictic layer Fig 2 10 83 Elevation asl Paleo Ottawa River sediments Portlandia arctica Portlandia gt arctica Champlain Sea sediments Hiatella arctica unconformity AMS 10 450 40 ka BP 3 B a0d sinusoidal 10011 84 Candona subtriangulata 0020C No fauna 1 1001 No fauna Type A Type B Type S TypeB Lake Candona gt Obscured by slump sediments Pit floor 2 Undifferentiated 25 Dmm till C SVT c Figure 2 10 Pointe au Sable section sequence between the undifferentiated till and the erosional unconformity represents a small subaqueous outwash fan deposited in a glaciolacustrine setting The unconform
317. ve in many hydrogeologic surveys For instance the Geological Survey of Canada GSC has integrated some aspects of 3D modeling in its hydrogeologic investigations since the mid 90 s Sharpe ef al 1996 Parent ef al 1998 Ricketts 2000 Girard 2001 Logan et al 2001 Thorleifson et al 2001 Ross et al 2002 Also US federal and state agencies have developed 3D mapping programs for regional hydrogeologic studies Belcher ez al 2002 Herzog et al 2003 hydrogeologic characterization of underground nuclear test areas U S Department of Energy 1997 and radioactive waste repository Clayton 2000 and for land use planning and management Soller ef al 1999 Berg et al 2000 Efforts are also carried out elsewhere such as in Finland Artimo er al 2003 However regional 3D models and associated multiple usages are still uncommon due to organizational and resource constraints as well as to problems related to data quality quantity and distribution Furthermore even though many approaches are conceivable for the development of 3D models they are not necessarily suitable for every field situation or survey objective Therefore the procedures developed to construct 3D geologic or hydrostratigraphic models should be flexible enough to adapt to different settings and project objectives but the resulting models should have the level of stratigraphic details required by the most demanding application The work presented in this paper is part of
318. verses structures dans les formations g ologiques incluant les formations superficielles Dans les syst mes hydrog ologiques r gionaux l eau s infiltre partir des zones de recharge et s coule dans des zones de transition vers des zones d mergence La topographie contr le en grande partie la distribution spatiale de ces zones Toth 1962 1963 De plus les principales discontinuit s et les grandes h t rog n it s lithologiques exercent un important contr le sur l coulement r gional Anderson 1989 Davis er al 1993 Les travaux de Freeze et Whiterspoon 1966 1967 1968 ont d ailleurs d montr Pimportance de consid rer ces grands traits r gionaux Au Canada les formations superficielles quaternaires jouent un r le important non seulement parce qu elles affectent la topographie mais aussi parce qu elles contiennent de grands aquif res et contr lent la recharge et les conditions de confinement des aquif res rocheux fractur s Par cons quent l analyse de la nature de l origine et de l architecture stratigraphique des s diments quaternaires contribue de fa on significative la caract risation hydrog ologique r gionale e g Parent et al 1998 Sharpe ez al 2002 En effet une telle analyse permet d tablir un cadre hydrostratigraphique ad quat et 6 d evaluer la connectivit hydraulique entre la surface et les aquiferes enfouis Ceci est primordial entre autres pour valuer la rechar
319. y rocks of the St Lawrence Lowlands Platform which locally consists of a 1500 to 3000 meter thick succession of sandstones and carbonates ranging from Cambrian to Middle Ordovician Globensky 1987 These rocks are underlain by a Precambrian basement which crops out extensively in the Laurentian Highlands as well as in two inliers Saint Andr and Oka hills cf Fig 2 3 which also contain Cretaceous alkaline intrusive rocks carbonatites This diverse bedrock is overlain by a discontinuous cover of Quaternary sediments reaching up to 150 m in thickness The current Quaternary stratigraphic framework Fig 2 2 includes several units most of which were identified in the B langer pit near Pointe Fortune Richard 1978 Veillette and Nixon 1984 Anderson ez al 1990 cf Fig 2 3 At that site the succession consists of an Illinoian till Rigaud Till and Sangamonian sediments Pointe Fortune sediments which are unconformably overlain by a Wisconsinan unfossiliferous sand unit Carillon sand which is in turn overlain by late Wisconsinan till Similarly only one Wisconsinan till had been recognized in the lower Laurentians L vesque 1982 However a threefold Wisconsinan glacial sequence consisting of two tills with an intervening glaciolacustrine sediment complex was identified on Montreal Island Prest and Hode Keyser 1962 65 1977 Deglacial sediments in the study area cf Fig 2 1 consist of ice contact glaciofluvial and proxima
320. yses to determine depositional environments 82 The base of the sandy unit was investigated using a portable drill and was encountered at 1 5 m below the pit floor It is underlain by an undifferentiated massive matrix supported olive grey till East and west of the sand pit poorly sorted but generally coarse sediments as well as reworked till were found along the road at higher elevation than the base of the sandy sequence suggesting that channelized erosion into the till took place prior to deposition of the sandy sequence At the base of the pit the first meter of exposed sand is characterized by planar cross beds dipping towards SSW and overlain by massive medium to coarse sand One erosive channelized scour filled by such massive sand was observed suggesting deposition by cohesionless debris flow This facies is capped by laminated sand partly deformed by dewatering structures and overlain by laminated fine sand Sh The rest of the sandy unit shows a fining upward sequence with abundant primary sedimentary structures typical of lower flow regime such as ripple cross laminations Sr The unit displays a vertical gradation from type A to type B ripple cross lamination and in some cases to sinusoidal Jopling and Walker 1968 or draped lamination Gustavson et al 1975 Fig 2 10 It is mainly characterized by an upward increase in both the angle of climb and preservation of stoss side laminae Such gradation is common in glaciolacustrine o

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