Volume 34, numéro 1, spring 1998

EN :

The St. Marys Basin, central mainland Nova Scotia, contains an Upper Devonian(?)-Lower Carboniferous intracontinental alluvial fan-fluviatile-lacustrine basin-fill sequence that occupies the current boundary between the Meguma and Avalon terranes of the Canadian Appalachian orogen. The basin rocks belong to the Horton Group, and are here divided into six partially laterally equivalent formations.

The stratigraphically lowest rocks are predominantly exposed in the central part of the basin in a series of en echelon anticlinal closures. These rocks were deposited in a longitudinal drainage system and represent clastic strata deposited in lacustrine (Little Stewiacke River Formation) and braided fluvial (Barrens Hills and Lochiel formations) environments.

Toward the southern flank of the basin the sequence is essentially a southeast-facing monocline in which the beds coarsen and thicken upward. Along this flank, clastic rocks were predominantly deposited in alluvial fans (Cross Brook and West River St Marys formations) derived from the Meguma terrane to the south. These rocks unconformably overly the Meguma Group, reflecting a decrease in accommodation space and implying that the St. Marys Basin is underlain, at least in part, by Meguma basement.

In the northwestern part of the basin, clastic sedimentary rocks have mixed Avalonian-Meguma provenance (Graham Hill Formation) reflecting influence of the Avalonian margin to the north and confirming the status of the Horton Group as a post-Acadian overstep sequence.

The deposition of coarse conglomerate along the southern flank of the basin suggests a strong tectonic influence on sedimentation where subsidence along this basin margin occurred along northerly dipping listric normal faults. In contrast, the character of the sediments does not vary with proximity to the northern margin of the basin (Chedabucto Fault), suggesting that the fault does not constitute the original basin margin, and that an unknown portion of the basin and its Meguma basement have been tectonically removed.

FR :

Le bassin de St. Marys, dans le centre interieur de la Nouvelle-Fxosse, abrite une sequence de remplissage de bassin alluviale-fluviatile-lacustre continentale du Devonien superieur (?) au Carbonifere inferieur occupant la limite actuelle entre les terranes de Meguma et d'Avalon de l'orogene des Appalaches canadiennes. Les roches du bassin font partie du groupe de Horton et el les se divisent en cet endroit en six formations partiellement equivalentes lateralement.

Les roches les plus basses du point de vue stratigraphique affleurent principalement dans la partie centrale du bassin sous forme d'une serie de fermetures d'anticlinaux en echelons. Ces roches se sont deposees le long d'un reseau hydrographique longitudinal et elles se manifestent par des strates clastiques s'etant deposees dans des milieux lacustres (Formation de Little Stewiacke River) et fluviaux anastomoses (formations de Barrens Hills et de Lochiel).

Vers le flanc meridional du bassin, la sequence constitue essentiellement une structure monoclinale orientee vers le sud-est dans laquelle les strates deviennent plus grossieres et s'epaississent en allant vers le haut. Le long de ce flanc, les roches clastiques se sont surtout deposees en cones alluviaux (formations de Cross Brook et de West River St. Marys) provenant du terrane de Meguma, au sud. Ces roches recouvrent de facon discordante le groupe de Meguma, ce qui est revelateur d'une diminution de l'espace disponible et laisse supposer que le bassin St. Marys repose, du moins en partie, sur le socle de Meguma.

Dans le nord-ouest du bassin, les roches sedimentaires clastiques proviennent a la fois des terranes d'Avalon et de Meguma (Formation de Graham Hill). Cette origine mixte temoigne de 1'influence de la marge d'Avalon au nord et elle confirme que le groupe de Horton constitue une sequence discordante ulterieure a l'Acadien.

L'accumulation de conglomerat grossier le long du flanc meridional du bassin laisse supposer une forte influence tectonique sur la sedimentation dans le secteur od est survenu un affaissement le long de la limite du bassin longeant des failles normales courbes, inclinees vers le nord. Par contraste, le caractere des sediments ne varie pas en fonction de la proximite avec la limite nord du bassin (faille de Chedabucto), ce qui semble indiquer que la faille ne constitue pas la limite d'origine du bassin et qu'une partie inconnue du bassin et du socle de Meguma correspondant en ont ete tectoniquement ecartes.

[Traduit par la redaction]

EN :

Metavolcanic rocks in the Clyburn Brook area of northeastern Cape Breton Island range in composition from mafic to felsic, include flows and tuffs, and are interlayered with less abundant semi-pelitic metasedimentaiy rocks. In contrast, metavolcanic rocks on nearby Ingonish Island are mainly rhyolitic flows and tuffs, and lack interlayered metasedimentary rocks. Because correlation between these two areas cannot be confirmed without more radiometric dating, continued use of separate names (Clyburn Brook formation and Ingonish Island rhyolite) is advocated.

Rocks in the Clyburn Brook formation contain greenschist facies mineral assemblages and are mainly well foliated. Although also metamorphosed, the Ingonish Island rhyolite is mainly unfoliated, and the metamorphism may be a result of contact metamorphism. A contact metamorphic overprint is also present in the Clyburn Brook formation adjacent to the ca. 402 Ma Cameron Brook Granodiorite, and felsic dykes perhaps related to the intrusion occur in both the Clyburn Brook formation and the Ingonish Island rhyolite. These observations suggest that both units are older than ca. 402 Ma, consistent with a previously published imprecise Rb-Sr date of 412 ±15 Ma for the Ingonish Island rhyolite.

Petrochemical characteristics of mafic rocks in the Clyburn Brook formation indicate tholeiitic affinity and origin in an arc-related setting, possibly a back-arc. Although they show chemical differences, felsic rocks in both the Clyburn Brook formation and on Ingonish Island have compositions consistent with an extensional setting, possibly within a continental arc or back-arc such as the modern-day Taupo volcanic zone in New Zealand. Overall, the Clyburn Brook formation shows lithological and chemical similarity to the Money Point Group, a Silurian (ca. 430 Ma) volcanic arc/back-arc unit in the Aspy terrane of Cape Breton Island, and is inferred to be of similar age.

FR :

Les roches volcaniques metamorphisees du secteur du ruisseau Clyburn dans le nord-est de l'ile du Cap-Breton sont composees de roches allant de mafiques a felsiques. El les renferment des coulees et des tufs, et elles sont interstratifices de roches metasedimentaires semi-pelitiques moins abondantes. A l'oppose, les roches volcaniques metamorphisees de Tile voisine d'Ingonish sont principalement des coulees et des tufs rhyolitiques sans roches metasedimentaires interstratifices. Comme les chercheurs ne peuvent pas confirmer la correlation entre ces deux secteurs sans datation radiometrique plus poussee, ils recommandent qu'on continue a utiliser des noms separes (formation de Clyburn Brook et rhyolite de l'ile Ingonish).

Les roches de la formation de Clyburn Brook renferment des associations mineralogiques de facies de schistes verts et elles sont passablement feuilletees. Meme si la rhyolite de l'ile Ingonish est elle aussi metamorphisee, elle est essentiellement non feuilletee et le metamorphisme pourrait etre du a un metamorphisme de contact. Une surimposition metamorphique de contact est egalement presente dans la formation de Clyburn Brook adjacente a la granodiorite d'il y a environ 402 Ma du ruisseau Cameron, et on releve la presence de dykes felsiques sans doute relies a l'intrusion tant dans la formation de Clyburn Brook que dans la rhyolite de l'ile Ingonish. Ces observations laissent supposer que les deux unites sont anterieures a environ 402 Ma, ce qui correspondrait a la datation au Rb-Sr imprecise de 412 ±15 Ma de la rhyolite de l'ile Ingonish precedemment publiee.

Les caracteristiques petrochimiques des roches mafiques de la formation de Clyburn Brook temoignent d'une affinite tholeiitique avec un cadre associe a un arc, possiblement un arriere-arc, d'ou elles proviendraient. Les roches felsiques de la formation de Clyburn Brook et de l'ile Ingonish, meme si elles affichent des differences chimiques, correspondent a un cadre d'extension, possiblement a l'interieur d'un arc continental ou d'un arriere-arc, comme la zone volcanique actuelle de Taupo en Nouvelle-Zelande. La formation de Clyburn Brook presente dans son ensemble une similarite lithologique et chimique avec le groupe de la pointe Money, une unite d'arc / arriere-arc volcanique du Silurien (d'environ 430 Ma) dans le terrane d'Aspy sur Tile du Cap-Breton, et on la suppose d'un age analogue.

[Traduit par la redaction]

EN :

By the Late Carboniferous, Late Paleozoic northward drift of the continent Laurentia had carried Nova Scotia from the southern dry climate belt into the equatorial rainy belt. Carboniferous amalgamation of Laurentia with the southern continent Gondwana enclosed the area within the new supercontinent Pangea, imposing a gradually drying seasonal tropical climate. Disagreement exists on whether the early Pennsylvanian climate of the Euramerican coal province was everwet or seasonal. Abundant paleopedological evidence, including calcrete-bearing vertisols, shows that during formation of Westphalian C to Stephanian coals in Nova Scotia, the climate was tropical and seasonal with a pronounced dry season, but interpretation of Westphalian A-B coal-bearing sequences lacks this form of evidence. Development of calcrete-bearing vertisols in alluvial fan deposits of the Westphalian A New Glasgow formation indicate that a tropical climate with a pronounced dry season was already in force by early Westphalian time.

During the dry season, the coal swamps of the early Westphalian Joggins and Springhill Mines formations were fed by groundwater from coeval alluvial fan deposits of the Polly Brook Formation at the basin margin. Sedimento-logical evidence indicates that, similarly, groundwater flowed northward from the toe of the New Glasgow alluvial fan, but correlative palustrine sediments have not been found on land in the New Glasgow area. The possibility remains of an early Westphalian coalfield associated with die New Glasgow formation to the north under die Northumberland Strait and Gulf of St. Lawrence.

Formation of the Yava sandstone-hosted lead deposit in the fluvial Silver Mine Formation of Cape Breton Island, a stratigraphic equivalent of the Cumberland Basin coal swamps, indicates that such deposits can form in fluvial strata deposited under a tropical seasonal climate with a pronounced dry season.

FR :

A la fin du Carbonifere superieur, le deplacement vers le nord du Paleozolque superieur du continent laurentien avait emporte la Nouvelle-Ecosse de la ceinture climatique seche du Sud a la ceinture des pluies equatoriales. La fusion carbonifere du continent laurentien avec le continent meridional du Gondwana avait insere la region a l'interieur du nouveau supercontinent de la Pangee, imposant un climat tropical saisonnier qui s'est graduellement asseche. Certains croient que le climat du Pennsylvanien precoce de la province houillere euramericaine etait continuellement humide t and is que d'autres croient qu'il l'etait de facon saisonniere. De nombreux indices paleopedologiques, dont des vertisols calcretiferes, revelent qu'au cours de la formation des charbons du Westphalien C au Stephanien en Nouvelle-Ecosse, le climat etait tropical et saisonnier, avec une saison seche prononcee, mais 1'interpretation des sequences carboniferes du Westphalien A-B ne fournit pas ce type d'indices. Le developpement de vertisols calcretiferes dans les gites en cones alluviaux de la Formation du Westphalien A de New Glasgow signale que la region beneficiait deja d'un climat tropical comportant une saison seche prononcee a l'etage du Westphalien inferieur.

Pendant la saison seche, les marecages houillers des formations du Westphalien inferieur de Joggins et de Springhill Mines etaient alimentees par l'eau souterraine des gites en cones alluviaux contemporains de la Formation de Polly Brook, a la limite du bassin. Des indices sedimentologiques revelent que, similairement, l'eau souterraine s'est dirigee vers le nord depuis le front du cdne alluvial de New Glasgow, mais on n'a pas trouve de sediments palustres correlatifs sur le sol dans le secteur de New Glasgow. D reste possible qu'un terrain houiller du Westphalien inferieur ait ete associe a la Formation de New Glasgow au nord, sous le detroit de Northumberland et le golfe du Saint-Laurent.

La formation du gite de plomb inclus dans du gres de Yava a l'interieur de la Formation fluviatile de Silver Mine dans l'ile du Cap-Breton, un equivalent stratigraphique des marecages houillers du bassin de Cumberland, revele que ce genre de gites peut se former dans des strates fluviatiles en presence d'un climat tropical saisonnier comportant une saison seche prononcee.

[Traduit par la redaction]