Maastrichtian-Paleocene foreland-basin stratigraphies, western Canada: a reciprocal sequence architecture

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Abstract

Palynological and magnetostratigraphic chronostratigraphic correlations of lower Maastrichtian to Paleocene strata along an east-west Western Canada Basin transect allow for the recognition of a reciprocal sequence architecture in nonmarine strata. Reference sections include three Canadian Continental Drilling Program Cretaceous-Tertiary Boundary Project core holes and outcrops in Alberta, southern Saskatchewan, and north-central Montana. The spatial and temporal position of the third-order sequences provides evidence for the correlation of proximal sector regional disconformities and sedimentary wedges with distal sector sedimentary wedges and regional disconformities, respectively. The boundary between the two sectors is represented by a hingeline, which separates the foreland-basin “syncline” from the “peripheral bulge.” The stratigraphies defined by reciprocal third-order sequences are complicated by fourth-order boundaries, developed within proximal sedimentary wedges and with no correlative distal strata. These results support tectonic control on foreland-basin sedimentation. A model for interpreting the various types of sequences in terms of foreland-basin evolution, vertical tectonics, and orogenic cycles is provided. It is argued that nonmarine sequence boundaries (times of maximum uplift in the foreland region) may be expressed as disconformities, incised valleys, top of mature paleosol levels, or base of fluvial channels, whereas nonmarine equivalents of marine maximum flooding surfaces (times of maximum basinal subsidence) may be indicated by extensive coal seams and (or) lacustrine sediments.

Les corrélations palynologiques, magnétostratigraphiques et chronostratigraphiques des strates échelonnées du Maastrichtien inférieur au Paléocène, le long du transect est-ouest du bassin de la Cordillère occidentale au Canada, permettent la reconnaissance d'une ordonnance architecturale de séquences réciproques dans les strates continentales. Les coupes de référence incluent trois trous de forage carottés du «Canadian Continental Drilling Program Cretaceous-Tertiary Boundary Project», et des affleurements localisés en Alberta, dans le sud de la Saskatchewan et dans le centre-nord du Montana. La position spatiale et temporelle des séquences de troisième ordre plaide pour la mise en corrélation des discordances régionales et des dépôts sédimentaires en coin dans le secteur proximal avec les dépôts sédimentaires en coin et les discordances régionales dans le secteur distal, respectivement. Une ligne de jonction représente la limite entre les deux secteurs, qui sépare le bassin d'avant pays «en forme de cuvette» du «bombement périphérique». Les stratigraphies définies par les séquences de troisième ordre réciproques sont embrouillées par les limites de quatrième ordre, développées au sein des dépôts sédimentaires en coin proximaux sans la présence de strates distales corrélatives. Ces résultats appuient la thèse d'un contrôle tectonique sur le bassin sédimentaire d'avant-pays. On présente ici un modèle interprétant les divers types de séquences en termes d'évolution d'un bassin d'avant-pays, de tectonique verticale et de cycles orogéniques. Nous tentons de démontrer que les discordances, les vallées entaillées, les horizons sommitaux de paléosols matures ou la base des chenaux fluviaux peuvent aider à définir les limites des séquences continentales (périodes de soulèvement maximum dans la région de l'avant-pays), tandis que les couches de charbon étendues et (ou) les sédiments lacustres représentent plutôt les équivalents continentaux des aires d'inondation maximale (périodes de subsidence maximum du bassin).

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