Evolution of the Appalachian Laurentian margin: Lithoprobe results in western Newfoundland

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Abstract

The Humber Zone of the western Newfoundland Appalachians represents the early Paleozoic Laurentian margin established by Neoproterozoic rifting. After a period of passive margin thermal subsidence, Taconian deformation began in the Early Ordovician with westward thrusting. Subsequently, an extensive foreland basin developed beneath the Gulf of St. Lawrence. It records rapid Late Ordovician to Early Silurian subsidence; mid-Silurian erosion; and renewed Late Silurian to Devonian subsidence. The Humber Zone was traversed by Lithoprobe seismic reflection profiles. Within the external part of the orogen, seismic reflections in the upper crustal section appear more coherent where seismic lines are parallel to fold hinges. Some subhorizontal reflectors are interpreted as thrust sheets of shelf limestone, but others probably represent intrabasement structures. A group of moderately northwest-dipping reflections probably represents late extensional shear zones. On the Baie Verte Peninsula, low-angle reflections passing beneath the Baie Verte Line are probably also late extensional shears, possibly reactivating earlier thrusts. Tectonism in the Humber Zone probably began with attempted eastward subduction of the Laurentian margin. Deep burial of the margin, accompanied by eclogite-facies metamorphism, probably coincided with rapid subsidence in the foreland basin. Later Barrovian metamorphism was associated with cleavage development and east-directed shear, and with dextral oblique slip, in Baie Verte Peninsula. Later Silurian sinistral transpression with thrusting east of the Baie Verte Line was followed by dextral transpression to transtension. “Acadian” thrusting dominated the western margin of the orogen in the Devonian and possibly earliest Carboniferous.

La Zone de Humber, dans la partie occidentale des Appalaches de Terre-Neuve, représente la marge laurentienne paléozoïque précoce créée par «rifting» au Néoprotérozoïque. Après une période d'affaissement de la température de la marge passive, il est apparu à l'Ordovicien précoce une déformation taconienne accompagnée de charriages vers l'ouest. Subséquemment, il s'est formé un vaste bassin d'avant-pays sous le golfe du Saint-Laurent. Notre étude révèle une subsidence rapide échelonnée de l'Ordovicien tardif au Silurien précoce; une phase d'érosion durant le Silurien moyen; et une reprise de la subsidence durant l'intervalle Silurien précoce à Dévonien. Les profils sismiques du projet Lithoprobe traversent la Zone de Humber. Dans la portion externe de l'orogène, les réflexions sismiques du profil de la croûte supérieure apparaissent plus cohérentes aux endroits où les lignes sismiques sont parallèles aux charnières des plis. Quelques réflecteurs subhorizontaux sont interprétés comme la représentation de nappes de charriage du calcaire de la plate-forme, tandis que les autres réflecteurs correspondraient à des structures internes du socle. Un ensemble de réflexions modérément inclinées vers le nord-ouest désigne probablement des zones de cisaillement d'extension tardive. Sur la péninsule de Baie Verte, les réflexions à faible angle d'inclinaison passant sous la ligne de Baie Verte correspondent probablement à des cisaillements d'extension tardive, peut-être à des charriages qui ont été précocement réactivés. Probablement que ce sont les efforts de subduction vers l'est de la marge laurentienne qui sont responsables des déformations dans la Zone de Humber. L'enfouissement profond de la marge, accompagné du métamorphisme sous conditions faciologiques des éclogites, coïncidait probablement avec la subsidence rapide dans le bassin d'avant-pays. Dans la péninsule de Baie Verte, le métamorphisme barrovien plus tardif fut associé au développement du clivage et au cisaillement de direction est, incluant un décrochement oblique dextre. Plus tard, le régime de transpression senestre au Silurien, avec charriage à l'est de la ligne de Baie Verte fut suivi du passage de la transpression dextre à la transtension. Le charriage «acadien» dominait la marge occidentale de l'orogène durant le Dévonien et peut-être aussi au début du Carbonifère.

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