Permafrost studies in northern Québec Les études sur le pergélisol dans le nord québécois Dauerfrostforschung im no"rdlichen Québec

Abstract

In cooperation with mining companies, temperature data are being acquired at several sites in the Cape Smith — Wakeham Bay Belt of Northern Québec. Cables, containing up to twenty thermistors, are lowered into exploratory diamond-drill holes upon completion, and allowed to freeze in place. Three temperature profiles at Asbestos Hill yield low geothermal gradients; thermal conductivities of core are moderate to low and hence low values of the terrestrial heat flow are observed. Extrapolating temperature profiles to greater depths gives a permafrost thickness of at least 540 m. The uncorrected terrestrial heat fluxes calculated for the shallow holes are about 2/3 that of the lower section of the deeper hole. Such contrast in heat flow is used to develop a simple model of surface temperature history for the area for the past 85 000 years. Using this geothermal data, engineering estimates may be made of such parameters as maximum active layer thickness and thaw penetration of both open pit walls and underground drifts.

Résumé

Depuis plusieurs années, le Service d'études géothermiques, en collaboration avec des compagnies minières, fait la cueillette de mesures de température dans plusieurs sites de la région des collines de Povungnituk, entre le cap Smith et la baie de Maricourt. On introduit, dans des trous de forage, des câbles contenant jusqu’à vingt thermistors, puis on les abandonne au froid. À la colline de l’Amiante, trois profils thermiques présentent des gradients géothermiques peu élevés; la conductivité thermique des carottes étant de moyenne à basse, il en résulte un faible flux de chaleur terrestre. En extrapolant les profils thermiques à de plus grandes profondeurs, on est parvenu à évaluer l’épaisseur du pergélisol à au moins 540 m. Les taux non corrigés des flux de chaleur terrestre provenant des trous de forage peu profonds représentent les deux tiers de ceux des parties inférieures des trous plus profonds. Ces différences de calcul entre les flux de chaleur sert à l’élaboration d'un modèle simple de reconstitution des variations de températures de surface depuis 85 000 ans dans la région. Les données géotechniques permettent le calcul de certains paramètres tels que l’épaisseur maximale de la couche active et l’ampleur du dégel dans les murs de mines à ciel ouvert ou de galeries souterraines.

Zusammenfassung

In Zusammenarbeit mit Bergwerksgesellschaften werden Temperatur Daten von verschiedenen Orten in dem Cape SmithWakeham Bay Gürtel in Nord-Quëbec gesammelt. Kabel, die bis zu zwanzig thermistoren enthalten, werden in ProbeBohrlöcher versenkt und dort festfrieren gelassen. Drei Temperaturprofile aus den Asbestos Hills ergeben schwache geothermale Kurven, die thermalen Leitungen der Kerne sind modërät bis schwach und daher sind schwache Werte des Erd-Wärme-Flusses beobachtet worden. Extrapolation der Temperaturprofile auf grössere Tiefen ergibt eine Dicke des Dauerfrostes von mindestens 540 m. Die unkorrigierten Erd-Wärme-Bewegungen, fur die flachen Löcher errechnet, betragen ungefähr zwei Drittel der Sektion der tieferen Löcher. Solche Kontraste im Wärmefluss werden zur Entwicklung von einfachen Modellen der Oberflächentemperatur Geschichte der Gegend fur die vergangenen 85,000 Jahre benutzt. Der Gebrauch dieser Daten, erlaubt Ingenieuren das Vorhersagen auf solchen Gebieten wie Höchstdicke der Tauzone und Tautiefe in offenen Gruben und unterirdischen Gräben.