Volume 42, Number 3, 2015

EN:

The modern science of stratigraphy is founded on a nineteenth- century empirical base – the lithostratigraphy and biostratigraphy of basin-fill successions. This stratigraphic record comprises the most complete data set available for reconstructing the tectonic and climatic history of Earth. However, it has taken two hundred years of evolution of concepts and methods for the science to evolve from what Ernest Rutherford scornfully termed “stamp collecting” to a modern dynamic science characterized by an array of refined methods for documenting geological rates and processes. Major developments in the evolution of the science of stratigraphy include the growth of an ever-more precise geological time scale, the birth of sedimentology and basin-analysis methods, the influence of plate tectonics and, most importantly, the development, since the late 1970s, of the concepts of sequence stratigraphy. Refinements in these concepts have required the integration of all pre-existing data and methods into a modern, multidisciplinary approach, as exemplified by the current drive to apply the retrodicted history of Earth’s orbital behaviour to the construction of a high-precision ‘astrochronological’ time scale back to at least the Mesozoic record. At its core, stratigraphy, like much of geology, is a fieldbased science. The field context of a stratigraphic sample or succession remains the most important starting point for any advanced mapping, analytical or modeling work.

FR:

La science moderne de la stratigraphie repose sur une base empirique du XIXe siècle, soit la lithostratigraphie et la biostratigraphie de successions de remplissage de bassins sédimentaires. Cette archive stratigraphique est constituée de la base de données la plus complète permettant de reconstituer l’histoire tectonique et climatique de la Terre. Cela dit, il aura fallu deux cents ans d’évolution des concepts et des méthodes pour que cette activité passe de l’état de « timbromanie », comme disait dédaigneusement Ernest Rutherford, à l’état de science moderne dynamique caractérisée par sa panoplie de méthodes permettant de documenter les rythmes et processus géologiques. Les principaux développements de l’évolution de la science de la stratigraphie proviennent de l’élaboration d’une échelle géologique toujours plus précise, l’avènement de la sédimentologie et des méthodes d’analyse des bassins, de l’influence de la tectonique des plaques et, surtout du développement depuis la fin des années 1970, des concepts de stratigraphie séquentielle. Des raffinements dans ces concepts ont nécessité l'intégration de toutes les données et méthodes existantes dans une approche moderne, multidisciplinaire, comme le montre ce mouvement actuel qui entend utiliser la reconstitution de l’histoire du comportement orbital de la Terre pour l’élaboration d’une échelle temporelle « astrochronologique » de haute précision, remontant jusqu’au Mésozoïque au moins. Comme pour la géologie, la stratigraphie est une science de terrain. Le contexte de terrain d’un échantillon stratigraphique ou d’une succession demeure le point de départ le plus important, pour tout travail sérieux de cartographie, d’analyse ou de modélisation.

EN:

The Repulse Bay block (RBb) of the southern Melville Peninsula, Nunavut, lies within the Rae craton and exposes a large (50,000 km2) area of middle to lower crust. The block is composed of ca. 2.86 Ga and 2.73–2.71 Ga tonalite-trondhjemite-granodiorite (TTG) and granitic gneiss that was derived from an older 3.25 and 3.10 Ga crustal substrate. This period of crustal generation was followed by the emplacement of ca. 2.69–2.66 Ga enderbite, charnockite, and granitoid intrusions with entrained websterite xenoliths. These voluminous batholith-scale bodies (dehydrated and hydrated intrusions), and the associated websterite xenoliths, have similar whole rock geochemical properties, including fractionated light rare earth element (LREE)–heavy (H)REE whole rock patterns and negative Nb, Ti, and Ta anomalies. Dehydrated intrusions and websterite xenoliths also contain similar mineralogy (two pyroxene, biotite, interstitial amphibole) and similar pyroxene trace element compositions. Based on geochemical and mineralogical properties, the two lithologies are interpreted to be related by fractional crystallization, and to be the product of a magmatic cumulate processes. Reworking of the crust in a ca. 2.72 Ga subduction zone setting was followed by ca. 2.69 Ga upwelling of the asthenospheric mantle and the intrusion of massif-type granitoid plutons. Based on a dramatic increase in FeO, Zr, Hf, and LREE content of the most evolved granitoid components from the 2.69–2.66 Ga cumulate intrusion, we propose that those granitoid plutons were in part derived from a metasomatized mantle source enriched by fluids from the subducting oceanic slab that underwent further hybridization (via assimilation) with the crust. Large-scale, mantle-derived Neoarchean sanukitoid-type magmatism played a role in the development of a depleted lower crust and residual sub-continental lithospheric mantle, a crucial element in the preservation of the RBb.

FR:

Le bloc de Repulse Bay (RBb) dans le sud de la péninsule de Melville, au Nunavut, est situé dans le craton de Rae et expose une large zone (50 000 km2) de croûte moyenne à inférieur. Ce bloc est composé de tonalite-trondhjémite-granodiorite (TTG) daté à ca. 2,86 Ga et 2,73–2,71 Ga, et de gneiss granitique dérivé d’un substrat crustal plus ancien daté à 3,25 Ga et 3,10 Ga. Cette période de croissance crustale a été suivie par la mise en place entre ca. 2,69 et 2,66 Ga d’intrusions d’enderbite, charnockite et de granitoïde incluant des xénolites d’entraînement de websterite. Ces intrusions de taille batholitique (intrusions déshydratées et hydratées) ainsi que les xénolites d’entraînement de websterite associés, ont des propriétés géochimiques sur roche totale semblables notamment leurs profils de fractionnement des terres rares légers (LREE) et des terres rares lourds (HREE) ainsi que leurs anomalies négatives en Nb, Ti et Ta. Les intrusions déshydratées et les xénolites de websterite ont aussi des minéralogies similaires (deux pyroxènes, biotite, amphibole interstitielle) ainsi que des compositions semblables en éléments traces de leurs pyroxènes. Étant donné leurs propriétés géochimiques et minéralogiques, ces deux lithologies sont interprétées comme provenant d’une cristallisation fractionnée, et comme étant le produit de processus d’accumulations magmatiques. Le remaniement de la croûte dans un contexte de subduction vers ca. 2,72 Ga, a été suivi vers ca. 2,69 Ga d’une remontée du manteau asthénosphérique et de l’intrusion de granitoïdes de type massif. D’après l’importante augmentation en FeO, Zr, Hf et LREE dans les granitoïdes les plus évolués du magmatisme ayant pris place entre ca. 2,69 Ga et 2,66 Ga, nous proposons que ces plutons aient été en partie dérivés d’une source mantélique métasomatisée enrichies par des fluides d’une plaque océanique en subduction et qui a subi une hybridation supplémentaire (par assimilation) avec la croûte. Le magmatisme néoarchéen de type sanukitoïde, dérivé du manteau et de grande échelle, a joué un rôle dans le développement d’une croûte inférieure et d’un manteau lithosphérique continental résiduel appauvri, un élément déterminant pour la préservation du RBb.

EN:

The St. Cyr area near Quiet Lake hosts well-preserved to variably retrogressed eclogite found as sub-metre to hundreds of metre-long lenses within quartzofeldspathic schist in southcentral Yukon, Canada. The St. Cyr klippe consists of structurally imbricated, polydeformed and polymetamorphosed units of continental arc crust and ultramafic–mafic rocks. Eclogite-bearing quartzofeldspathic schist forms thrust slices in a 30 km long by 6 km wide, northwest-striking outcrop belt. The schist unit comprises metasedimentary and felsic intrusive rocks that are intercalated on the metre to tens of metres scale. Ultramafic rocks, serpentinite and associated greenschist-facies metagabbro form imbricated tectonic slices within the eclogite- bearing quartzofeldspathic unit, which led to a previously held hypothesis that eclogite was exhumed within a tectonic mélange. The presence of phengite and Permian zircon crystallized under eclogite-facies metamorphic conditions in the quartzofeldspathic host rocks indicate that the eclogite was metamorphosed in situ together with the schist as a coherent unit that was part of the continental arc crust of the Yukon–Tanana terrane, rather than a mélange associated with the subduction of oceanic crust of the Slide Mountain terrane. Petrological, geochemical, geochronological and structural similarities link St. Cyr eclogite to other high-pressure localities within Yukon, indicating the high-pressure assemblages form a larger lithotectonic unit within the Yukon–Tanana terrane.

FR:

La région de St-Cyr renferme des éclogites bien conservées à légèrement rétrogradées qui se présentent sous forme de lentilles allant de la fraction de mètre à quelques centaines de mètres de longueur, au sein d’un schiste quartzofeldspathique du centre-sud du Yukon au Canada. La klippe de St-Cyr est structurellement constituée d’unités imbriquées, polydéformées et polymétamorphisées de croûte d’arc continental et de roches ultramafiques à mafiques. Les schistes quartzofeldspathiques à lentilles d’éclogites forment des écailles de chevauchement d’une bande de 30 km de longueur par 6 km de largeur de direction nord-ouest. Les schistes sont constitués de roches métasédimentaires et de roches intrusives felsiques intercalées à des intervalles qui vont du mètre à quelques dizaines de mètres. Les roches ultramafiques, serpentinites et métagabbros au facies à schiste vert forment des écailles tectoniques imbriquées au sein de l’unité quartzofeldspathique à lentilles d’éclogite, d’où une précédente hypothèse voulant que les éclogites soient un produit d’exhumation à partir d’un mélange tectonique. La présence de phengite et de zircon permien cristallisé sous conditions métamorphiques du faciès à éclogite au sein de la roche hôte quartzofeldspathique indiquent que l’éclogite a été métamorphisée en place, avec le schiste comme unité cohérente du terrane de croûte d’arc continental de Yukon–Tanana, plutôt qu’un mélange associé à une subduction de croûte océanique du terrane de Slide Mountain. Des similarités pétrologiques, géochimiques, géochronologiques et structurales lient les éclogites de St-Cyr à d’autres lieux de hautes pressions au Yukon, ce qui indique que les assemblages de hautes pressions forment une unité lithotectonique plus grande au sein du terrane de Yukon–Tanana.

EN:

Incompatible elements and isotopic ratios identify three endmember mantle components in oceanic island basalt (OIB); EM1, EM2, and HIMU. We estimate compatible to mildly incompatible transition metal abundance trends (Ni, Co, Fe, Cu, Cr, V, Mn, Sc, and Zn) in ‘primitive’ basalt suites (Mg# = Mg/(Mg + 0.9*Fe) atomic = 0.72) from 12 end-member oceanic islands by regressing metals against Fe/Mg ratios in sample suites, and solving for concentrations at Mg/Fe = 1 (Mg# = 0.72). Using the transition metal estimates, exploratory statistics reveal that islands ‘group’ based on mantle component type even when La/Yb ratios are used to compensate metal concentrations for percentage melting. Higher chalcophile Zn (and Pb, earlier work) in EM1 and EM2 compared to HIMU, and higher Cr (3+) and Sc in HIMU relative to EM1, support views that HIMU represents subductionprocessed ocean floor basalt. Incompatible elements, ratios and isotopes indicate that EM1 is Archean, EM2 is Proterozoic or younger, and both are related to sediment subduction. As found with incompatible elements, EM1 and EM2 show similar ‘compatible’ element concentrations, but lower (multivalence) Cr, Fe and Mn in EM1 could indirectly reflect increasing oxidation of subducted sediment between the Archean and Proterozoic. Alternatively, changes in subduction processes that yielded peak continental formation in the Neoarchean, and craton-suturing in the Paleoproterozoic may account for EM1–EM2 differences. EM1 shows similar or lower Cr, Ni and Co compared to HIMU and EM2 suggesting that economic viability of layered intrusions, which have extreme EM1-like signatures, is unrelated to high metals in EM1 mantle sources, but that high % melting appears important. Because core-concentrated transition metals correlate with mantle component type, lithospheric recycling apparently controls their concentrations in OIB and core-mantle interaction may be unimportant.

FR:

Les éléments incompatibles et les rapports isotopiques permettent de délimiter trois termes extrêmes de composants mantéliques dans des basaltes insulaires océaniques (OIB), soit EM1, EM2, et HIMU. Nous estimons les tendances d’abondance de métaux de transition (Ni, Co, Fe, Cu, Cr, V, Mn, Sc, and Zn) compatibles à modérément incompatibles dans des suites de basaltes « primitifs » (Mg# = Mg/(Mg + 0,9*Fe) rayon atomique = 0,72) sur 12 termes extrêmes de matériaux insulaires océaniques, par régression des concentrations des métaux sur les rapports Fe/Mg dans des échantillons des suites, la détermination étant définie au rapport Mg/Fe = 1 (Mg# = 0,72). L’utilisation d’une approche statistique exploratoire sur les estimations de métaux de transition montre que la composition des îles se « regroupent » en fonction du type de composition du manteau, cela même lorsque les ratios La/Yb sont utilisés pour compenser les concentrations de métaux pour déterminer le pourcentuel de fusion. Le caractère plus chalcophile du Zn (et Pb, travail antérieur) dans EM1 et EM2 comparé à HIMU, et la plus grande teneur en Cr (3+) et Sc dans HIMU par rapport à EM1, accréditent l’idée que HIMU représente le basalte de subduction des fonds océaniques. Les éléments incompatibles, les ratios et les isotopes montrent que EM1 est archéen, que EM2 est protérozoïque ou plus jeune, et que les deux sont liés à la subduction sédimentaire. Comme constaté pour les éléments incompatibles, EMI et EM2 affichent une compatibilité similaire des concentrations en éléments « compatibles », toutefois une concentration inférieure en Cr (multivalent), Fe et Mn dans EM1 pourrait refléter indirectement une oxydation croissante des sédiments subduits entre l’Archéen et le Protérozoïque. Par ailleurs, les changements dans les mécanismes de subduction qui ont mené à un maximum de formation continentale au Néoarchéen et à des épisodes de sutures cratoniques au Paléoprotérozoïque, peuvent expliquer les différences entre EM1 et EM2. La teneur similaire ou inférieure en Cr, Ni et Co de EM1 par rapport à HIMU et EM2 permet de croire que la viabilité économique des intrusions stratifiées – lesquelles montrent des signatures extrêmes EM1 – est sans rapport avec les sources mantéliques à fortes teneurs en métaux, mais que le fort pourcentuel de fusion qui importerait. Parce que la concentration du noyau en métaux de transition correspond avec le type de composant du manteau, c’est le recyclage lithosphérique qui contrôle apparemment leurs concentrations dans l'OIB, et l'interaction noyau-manteau pourrait être sans importance.