Horizontal Cylindrical Structures in an Unconsolidated Quaternary Deposit at Saint-Joachim, Near Québec City (Canada) Structures cylindriques horizontales dans un dépôt meuble quaternaire à Saint-Joachim, près de la municipalité de Québec

Abstract

Two series of six horizontal cylindrical structures (pipes) were discovered recently in a Late Pleistocene (11‑10 ka BP) emerged delta deposit about 40 km NE of Québec City, Canada. The pipes occur at a depth of 19 m in a slightly oxydized layer of fine sand which is interlayered with two strata of compact blue silty clay, respectively 35 and 45 cm in thickness. The maximum length of the pipes is not known, but the remaining exhumed pipes measure 34 to 59 cm. Their diameter ranges from 6.5 to 14.5 cm. The pipe core generally consists of clean and loose medium to coarse sand whereas the outer ring, made of oxydized fine sand, is semi-consolidated. Pipes are the result of water flow in a permeable sand layer enclosed between two non-permeable layers; water enclosed in a shallow basin created by local collapsing was under hydraulic pressure and forced to drain out on the delta front. These water escape features are possibly the first known site of horizontal cylindrical structures observed in unconsolidated Quaternary sediments.

Résumé

Deux séries de structures cylindriques horizontales ont été observées récemment dans un dépôt deltaïque émergé mis en place à la fin du Pléistocène (11‑10 ka BP), à une quarantaine de kilomètres au nord-est de la municipalité de Québec. Sises à 19 m de profondeur, les structures cylindriques occupent un lit de sable fin, légèrement oxydé, inséré entre deux couches d’argile silteuse, bleue, compacte, respectivement de 35 et 45 cm d’épaisseur. La longueur maximale atteinte par les structures est inconnue en raison de l’exploitation avancée de la gravière. Toutefois, dans la partie restante, dégagée manuellement, elles ont une longueur minimale comprise entre 34 et 59 cm. Le centre des cylindres est composé de sable, moyen à grossier, non stratifié alors que l’enveloppe extérieure de quelques centimètres d’épaisseur est constituée de sable fin, oxydé et semi-induré. Les structures horizontales ont été formées après la mise en place du dépôt par un écoulement souterrain d’eau sous pression hydraulique provenant d’une cuvette peu profonde produite par un affaissement local. La pression a été suffisamment forte pour créer des cavités de type suffosion. Lors de la baisse de pression, elles ont été comblées par des sédiments plus grossiers que la couche encaissante. L’eau, qui a migré parallèlement aux couches, devait s’écouler sur le front du delta. Ces structures cylindriques horizontales semblent les premières du genre à avoir été observées dans un dépôt meuble quaternaire.