Volume 23, numéro 1, april 1987

EN :

Three major fault-bounded terranes comprise the eastern margin of the Appalachian Orogen In the vicinity of Boston, Massachusetts. Each has a distinctive geological history. The easternmost, the Boston-Avalon Zone, contains features common to Avalonlan terranes in the northern Appalachians. These Include voluminous Late Proterozolc (650-600 Ha) calc-alkaline granitic to dioritic plutons and related volcanic rocks associated with the "main phase" of Avalonian thermal activity. These are covered by a thin veneer of Late Proterozolc to Early Paleozoic sedimentary rocks and fluviatile Carboniferous basin deposits. This terrene can be divided into three subzones on the basis of the igneous rocks present, metamorpbic grade, and style of deformation. The metamorphism generally is no higher than the green-schist facles in the Boston area, but reaches the amphibolite faciea to the south and west. The metamorphiem ia generally assigned an Alleghanlan age although there is evidence for Late Precamhrlan deformation and metamorphism.

To the west, across the Bloody Bluff fault zone is the Hashoba Block, a terrane largely underlain by mafic volcanic rocks and volcanogenlc sedimentary rocks. During the Ordovlclan-Silurlan this terrane underwent upper amphibolite facles metamorphism and was intruded by calc-alkaline intermediate plutons and metalunlnous to peralumlnous granites.

Best of the Nashoba Block, across the Clinton-Newbury fault zone, is the Merrimack Trough, underlain by a thick sequence of flysch and calcareous flysch. Crosscuttlng Ordovician plutons establish an upper age limit for these sedimentary rocks and the ages of deformation and netamorphism.

Because of differing Late Proterozolc - Early Paleozoic histories. It Is unlikely that the Boston-Avalon Zone and Nashoba Block could have been juxtaposed prior to the Mid-Paleozoic. Whether the Nashoba Block and Merrimack Trough represent separate terranee, a composite terrane joined in the Late Precamhrlan or Early to Mid-Paleozoic, or faulted portions of a single terrane remains to he determined.

FR :

Aux alentours de Boston, au Kassachusetts, la marge orlentale de 1'Orogene Appalachlen comprend trols lanlerea majeures bordees par des failles. Chacune a son histolre geologlque dlstincte. La plus orlentale de celles-ci, la Zone de Boston-Avalon, poasede des traits commune aux lanlerea avaloniennes du Nord-Est des Appalaches. Parmi ceux-ci, on peut mentioimer de volumlneux plutons calco-alcalina. granltlquea A dloritlques, taxdiproterozoiques (650-600 Ma) alnsi que des volcanites, apparentees a ces derniers, qui sont associees avec la "phase principale" de l'activite thermlque avalonienne. En general, le metamorphlsme ne depasse pas le facles a schlstes verts dans la region de Boston quoiqu'il attelgne le faciea a amphlbolites au sud et a l'oueat. On attribue generalement un age alleghanien au metamorphlsme bien qu'il y ait preuve d'une deformation et d'un metamorphlsme tardiprecambriens.

A l'oueat, de 1'autre cote de la Zone de failles de Bloody Bluff, se trouve le Bloc de Nashoba, une laniere formee surtout de volcanltea mafiquea et de rochea sedimentaires volcanogenea. Durant l'Ordovicien et le Silurien, cette laniere subit un metamorphisme au facles A amphlbolites superieur alnsi qu'une Intrusion de plutons neutres calco-alcallns et de granites metalumineux a peralumineux.

A l'ouest du Bloc de Nashoba, au-dela de la zone de failles de Clinton-Newbury, se trouve la Fosse de Merrimac qui renferme une pulssante assise de flyschs et de flyscha calcatrea. On etablit la 11mlte BUperleure sur l'age de ces rochea sedimentaires alnsi que lea ages de la deformation et du metamorphlsme grace aux plutons ordovlclena qui traveraent celles-ci.

La juxtaposition de la Zone de Boston-Avalon et du Bloc de Nashoba avant le Paleozoique moyen n'est guere vraisemblable en ralson de leurs hlstolres dlfferentes du Tardlproterozoique A l'Eopaleozoique. II reste encore a determiner si le Bloc de Nashoba et la Fosse de Merrimac representent des lanlerea separees. une laniere composite assemblee lors du Tardiprecambrlen ou de l.Eo- au Mediopaleozoique. ou bien des parties d'une seule et meme laniere qui sont en rapport par failles..

EN :

The depositional history of the Boston Basin remains somewhat enigmatic and controversial despite nearly over a century of research. Resolution of the basin's geologic history has remained formidable and complex due. In part, to attempts to work within the existing stratigraphy which often carried with it historic interpretations, many of which went uncontested. More importantly however, our knowledge of depositional systems and mechanisms has Increased significantly over this span of time. Reinterpretatlons In light of these advances were not only Inevitable but neccessary. As a consequence of the circumstances described above, our reinvestigation into the depositional history of the Boston Basin succession, principally the Boston Bay Group, has centered on recognizing, measuring, and coding a suite of facies whose textures In many Instances can be closely linked to specific depositional mechanisms responsible for the emplacement of the facies in question. From this facies analysis a preliminary depositional model for the Boston Basin has begun to emerge.

It appears that the Boston Basin originated as a rifted successor, or arc-related basin either just prior to the closure of the Cadomlan Ocean or during the opening of Iapetus. The early history of the basin Is marked by the presence of a suite of bimodal volcanics In the form of water-lain tuffs, dikes, sills, and flows, and coarse debris flows. Geochemlcal markers suggest that the basin was In contact with the open ocean very early In its history.

The next stage In the evolution of the Boston Basin was marked by the development of a rapidly prograding submarine elope/fan succession. The slope/fan Betting appears to have been characterized by the deposition of ice frontal and/or ice-rafted dlamictons which periodically overloaded the slope Initiating sediment gravity flows which reworked and redistributed sediment downslope. During periods of more equable climate and/or tectonic quiescence, blankets of fine sand and mud were deposited. There Is no evidence of a shelf or shelf-type deposits during this time.

The last stage in the evolution of the basin was the appearance of shelf sediments such as quartz and calcareous sands, and muds with abundant organic matter and shelled organisms. There Is also evidence for climatic warming which is suggested to have been brought about by a tectonlcally-forced rise In eustatic sea-level.

FR :

L'hlstoire sedlmentalre du Bassln de Boston Bouleve encore quelques enigmes et controversy et, cela, apres pres d'un slecle de travaux. Dans une certain* mesure, la resolution de l'hlstoire geologlque du bassln est demeuree formidable et complexe par suite des tentatlves de travalller au seln de la stratlgraphie actuelle qui. elle, comportalt souvent des interpretations hlstorlques rareaent mises en doute. Or, plus important est le bond en avant saislssant qu'a fait notre connalssance des systeoes et mecanlsmes de depot durant cette periode. II devint done non seuleoent inevitable. mala bien necessalre de reconsiderer lea conceptions traditionnelles a la lumlere de ces acquis. Pour ce falre, notre reexamen de l'hlstoire sedlmentalre de la succession du Bassln de Boston, et surtout du Groupe de Boston Bay, s'est axe sur la reconnaissance, la mesure et le codage d'une suite de facies dont les textures sont souvent rellees de facon lntime aux mecanlsmes de depot dlstincts responsables de la raise en place desdlts facies. Cette analyse faclologique commence a engendrer un modele prellminaire du depot dans le Bassln de Boston.

II semble que le Bassin de Boston alt debute sous forme d'un rift successeur ou d'un bassln allie a un arc solt juste avant le serrage de 1'Ocean Cadomlen, solt lors de 1'ouverture de L'Iapetus. L'hlstoire du bassin est d'abord marquee par la presence d'une suite de volcanites blmodales sous formes de tufa aquatiques, dykes, filons-couches. coulees et coulees de debris. Les marqueurs geochimiques suggerent que le bassln etalt ouvert sur le large des 1'amorce de son hlstolre.

Le stade suivant dans 1'evolution du Bassln de Boston fut marque par le developpement d'une sequence de pente et cone sous-marlns a progradation raplde. L'environnement de pente et cone semble avoir ete carscterise par le depot de dlamictons glaclaires frontaux et/ou supraglacialres qui ont surcharge periodiquetoent la pente, declencbant alnsl des ecoulements gravltalres qui ont repris les sediments et les ont redistribue en bas de pente. Les periodes de climat plus unlforme et/ou de stase tectonique donnerent lieu a des epandages de sable fin et de boue. On ne trouve pas trace d'une plate-forme ou de depots typiques d'une plate-forme lors de cette periode. La dernlere phase evolutive du bassin correspond a I'apparltlon de sediments de plate-forme tels que des sables quartzeux et calcaires alnsl que des boues riches en raatiere organique et en organlsmes coquilllers. Certains Indices temoignent d'un rechauffement cllmatlque que l'on crolt du a une elevation eustatlque du niveau marln en reponse aux solllcltatlons de la tectonique.

EN :

Pre-Carboniferous rocks of the western Cobequid Hills outcrop north of the Cobequid Fault, are cut by several major east-west faults, and are onlapped unconformably to the north by the Late Carboniferous Cumberland Group. The oldest rocks comprise the Late Hadrynian Jeffers Formation. In the south, this unit consists of mafic and felsic volcanic rocks, interbedded with mudstones and carbonates, that are overlain by turbidites. To the north, the Jeffers Formation consists of a thick sequence of felsic volcanogenic turbidites. This stratigraphic succession of volcanic rocks passing up into turbidites differs from some other Late Hadrynian Avalonian sequences In the predominance of sediiDentary rocks, but does resemble the Georgevllle Group of the Antigonish Highlands.

Mafic dykes and sills, and associated porphyritlc rbyolite Intrusions, Intruded the Jeffers Formation prior to the formation of a regional flat-lying cleavage. The Late Hadrynian Jeffers Brook Pluton, which post-dates this cleavage, consists of diorite with marginal granitic phases that also occur as dyke-like intrusions beyond the main pluton. Several smaller intrusions petrographically similar to the Jeffers Brook Pluton also occur. At least two series of later dykes, probably pre-Silurlan in age, cut the Jeffers Formation and the Late Hadrynian intrusions.

The Silurian Wilson Brook Formation outcrops only at the extreme northern edge of the Cobequid Hills: it consists of fossiliferous fine-grained sandstones and shales which overlie thin rhyolites, basalts and red clastic sediments. This sequence is very similar to the lower part of the Arisaig Group north of the Antigonish Highlands to the east. It is overlain unconformably by the Devono-Carboniferous Fountain Lake Group of volcanic rocks and by Carboniferous sedimentary rocks which are significantly deformed only near the Cobequid Fault.

Carboniferous granite plutons appear spatially related to the Kirkhill and Cobequid Faults. They are in places foliated and contain abundant mafic sills and dykes that appear to reflect continuing motion on the Cobequid Fault during emplacement and cooling of the granites.

FR :

Dans l'Ouest des Honts Cobequid. les roches preearboniferes affleurent su nord de la Faille de Cobequid, sont recoupees par plusieurs failles majeures de direction est-ouest et sont recouvertes en discordance, au nord, par le Groupe de Cumberland d'ege tardicarbonifere. Les roches les plus viellles englobent la Formation de Jeffers du Tardihadrynien. Au sud, cette derniere se compose de volcanites mafiques et felsiques interlitees avec des mudstones et des carbonates, le tout couronne de turbidites. Vers le nord, la Formation de Jeffers renferme une pulssante assise de turbidites volcanogenes felsiques. Cette succession stratlgraphlque de volcanites passant vers le haut a des turbidites differe certes de quelques autres sequences tardihadrynlennes avalonlennes par la predominance, en son sein, de roches sedimentalres male rappelle aussi le Groupe de Georgevllle dans les Monts Antigonish.

La mise en place de dykes et filons-couches mafiques, alnsi que des intrusifs de rhyollte qui lcur sont associes. eut lieu avant la formation d'un cllvage regional horizontal. Le Pluton tardihadrynien de Jeffers Brook, qui est posterieur A ce cllvage, est forme de diorite avec des phases granltiques marglnales qui se presentent aussi au-dela du pluton principal sous forme d*intrusions ressemblant A des dykes. On rencontre aussl plusieurs intrusifs plus petlts mais de petrographle similaire au Pluton de Jeffers Brook. Au molns deux ensembles de dykes plus tardlfs. probablepent d'age presilurien, recoupent la Formation de Jeffers et les Intrusifs tardlhadryniens.

On n'observe la Formation silurienne de Wilson Brook qu'a la llsiere la plus au nord des Monts Cobequid: elle englobe deB gres fins fosslliferes et des argilites qui recouvrent, tous deux, de minces rhyolites. basaltes et sediments clastlques rouges. Cette sequence rappelle fortement la partie inferieure du Groupe d'Arisaig au nord des Monts Antigonish plus a l'est. Bile est recouverte en discordance par le Groupe de volcanites devono-carboniferes de Fountain Lake et par des roches sedimentalres carbonlferes qui ne sont deformees de facon lmportante qu'aupres de la Faille de Cobequid.

Les plutons granltiques carbonlferes semblent rattaches dans l'espace aux failles de Kirkhill et Cobequid. lis sont folies par endroits et contieiment d'abondants filons-couches et dykes mafiques qui semblent tradulre le jeu contlnu de la Faille de Cobequid durant la mise en place et le refroidissement des granites.

EN :

The Antigonish Highlands are predominantly underlain by late Precambrlan rocks unconformably overlain by a limited area of Paleozoic rocks. The late Precambrlan rocks are here defined as the Georgeville Group which is subdivided into several formations. In the northern highlands (Georgeville block) the succession is as follows: (i) the Chisholra Brook Formation made up of interbedded mafic volcanic rocks, marble and mudstone; (li) the Morar Brook Formation composed of mudstone and siltstone with minor chert and limestone; and (ill) the Livingstone Cove Formation characterized by matrix-supported conglomerate interbedded with mudstone, chert and limestone. In the southern highlands (Keppoch block) the succession starts with the Keppoch Formation which is composed of calcalkaline-tholeiitic, subaerial to submarine bimodal volcanic rocks lnterlayered toward the top with mudstone. This unit is overlain conformably to unconformably by greywackes and mudstones of the James River Formation. In the central Antigonish Highlands (Maple Ridge and Clydesdale blocks), the rocks are mainly sedimentary with minor volcanic rocks. Here, the succession is: (1) the Maple Ridge Formation composed of interbedded mudstone, siltstone and thin greywacke: (ii) the James River Formation made up of conglomerate, greywacke siltstone and shale; (Hi) the Clydesdale Formation consisting mainly of alkalic basalts lnterlayered with minor greywacke and shale; and (iv) the South Rights Formation composed almost entirely of shales and slltstones.

The stratigraphic sequence of the Georgeville Group suggests the progressive development of a sedimentary basin. The sedimentary rocks are interpreted as turbidites deposited in a periarc basin. Two gross llthological trends may be discerned: (i) vertically the sequence shows an upward coarsening and thickening (progradation) followed by an upward fining and thinning (regression), and (ii) laterally the grain size of the rocks decreases from north to south. These trends are interpreted in terms of a laterally migrating turbidite fan producing the observed prograda tion and regression with a volcanic arc source lying to the northwest. This sedimentological model is consistent with the nature of the volcanism which indicates an initial rift setting within a volcanic arc followed by oceanic island volcanism within the basin.

FR :

Les Monts Antigonish reposent surtout sur des roches tardiprecambriennes recouvertes en discordance par une zone restrelnte de roches paleozoiques. On definit ici les roches tardiprecambriennes comme le Groupe de Georgeville que l'on subdivise en plusieurs formations. Dans les monts septentrionaux (bloc de Georgeville), la succession se presente comme suit: (i) la Formation de Chlsholm Brook composee de volcanites mafiques interlitees avec des marbres et des mudstones; (ii) la Formation de Morar Brook faite de mudstone et siltstone avec des cherts et des calcaires en faible quantite; et (iii) la Formation de Livingstone Cove caracterlsee par des orthoconglomerats interlites avec des mudstones, cherts et calcaires. Dans les monts meridionaux (bloc de Keppoch), la succession debute par la Formation de Keppoch qui coraprend des volcanites bimodales calco-alcalines et tholeiitiques, d'origlne subaerienne a sous-marine et s'interlitant vers le soramet avec des mudstones. Cette unite est recouverte en concordance ainsi qu'en discordance par les grsuwackes et les mudstones de la Formation de James River. Au centre des Monts Antigonish (bloc de Maple Ridge et de Clydesdale), on rencontre surtout des roches sedlmentalres avec peu de volcanites. Ici, on a la succession suivante: (i) la Formation de Maple Ridge composee de mudstone interlite avec des siltstones et de minces grauwackes; (ii) la Formation de James River qui comprend des poudingues, grauwackes, siltstones et argilites; (ill) la Formation de Clydesdale qui consiste surtout en des basaltes alcalins interlites avec peu de grauwackes et d'argilites; et (iv) la Formation de South Rights composee dans sa presque totalite d'argilites et de siltstones.

La sequence stratiqraphique de Groupe de Georgeville suggere le developpement progresslf d'un bassin sedimentaire. On interprete ces roches sedlmentalres comme des turbidites deposees dans un bassin peri-arc. La sequence montre une organisation frustre marquee par: (i) verticalement. une granocroissance et une stratocroissance (progradation) sulvies d'une granodecroissance et d'une stratodecroissance (regression), et (li) lateralement, une granodecroissance du nord vers le sud. On croit que ces tendances sont liees a la migration laterale d'un cone de turbidites ayant produit la progradation et la regression observeea, avec comae source un arc volcanique attenant au nord-ouest. Ce modele sedimentologique cadre Men avec la nature du volcanlsme qui montre a l'orlgine un contexte de rift dans un arc volcanique cedant sa place a un volcanlsme d'lle oceanique dans le bassin.