Late Carboniferous Tectonostratigraphy in the Avalon Terrane of Southern New Brunswick

R. Damian Nance

Abstract


Development of the basement-involved, fold-thrust belt in coastal southern New Brunswick is attributed to dextral transpression associated with regional. Carboniferous strike-slip displacements. In the vicinity of Saint John, deformation strongly influenced Westphalian sedimentation in the penecontemporaneous Lancaster and Balls Lake Formations and reflects sustained NW-SE shortening that coincides with a major compressive bend in the E-W, Cobequid-Chedabucto fault system which records significant, right-lateral Pennsylvanian displacement.

Purple conglomerates and lithic wackes of the Balls Lake Formation record syntectonic. NW-progradation of an alluvial fan in response to the uplift of a source to the SB and display facies depicting proximal to mid-fan. mid-fan, and distal settings. Locally interfingering and laterally equivalent, grey lithic arenites of the Westpbalian Lancaster Formation are the product of major, NE- flowing, meandering streams partially influenced by the prograding distal fan.

Initial deformation (Di) produced NW-directed, basement-involved thrusts that structurally invert regional stratigraphy. Associated lower greenschist facies metamorphism accompanied development of a widespread, SB-dipping fabric (S1). variably expressed as a slaty cleavage, protomylonitic solution cleavage and orthomylonitic foliation. The fabric locally bears a strong but variably oriented mineral lineation (L1) and is axial. planar to NW-vergent, isoclinal microfolds and regional overturned structures (F1) that plunge gently NE and SW. Renewed thrusting (D2) and back-thrusting (D3) produced conjugate fold sets coaxial with F1 that verge both NW (F2) and SB (F3). Associated axial planar crenulation cleavages (S2 and S3) overprint S1 and dip SE and NW respectively.

On-strike variations in deformational style and timing, coupled with the presence of steeply dipping, en echelon zones of Intense deformation, suggest the fold-thrust belt is segmented by right-stepping, convergent wrench faults synthetic to the deeply listric, Cobequid-Cbedabucto system. These faults may shallow into thrusts to form positive flower structures, and locally terminate in thrusts associated with anomalous NW-SE trends in D1 and D2. Thrust uplift in response to transpression on locally downward-steepening, en echelon faults subparallel to the Fundy shore Is proposed to account for the source area of the syntectonic Balls Lake fan. Further displacement and telescoping resulted in structural inversion of regional stratigraphy and deposition of the Balls Lake and Lancaster Formations in advance of an overriding allochthon to the south.

RÉSUMÉ
On impute le développeroent d'une zone orogénique chevauchante solidaire du socle au littoral du Nouveau-Brunswick méridional à une transpression dextre accompagnée de décrochements régionaux carbonifères. Près de Saint John, la déformation, qui à fortement marque la sédimentation westphallenne dans les formations synchrones de Lacaster et de Balls Lake, provient d'un raccourcissement soutenu NW-SE ayant coincide avec un important coude en compression dans le systèms de failles E-W de Cobequid-Cbedabucto. Ce dernier représente un coulissage à droite de grande valeur d'âge pennsylvanien.

Les poudingues pourpres et les wackes lithiques de la Formation de Balls Lake soulignent la progradation syntectonique NW d'un cone de déjection et tradulsent la proximite de reliefs émergés au SE; les faciès témoignent de régimes prozlmaux à milieux de cone, de milieux de cône, et distaux. Les arenites lithiques grises de la Formation de Lancaster, du Westphalien, en sont l'équivalent lateral et s' y interdigitent par endrolts. Elles sont, pour leur part, le prodult de grands coure d'eau à méandres coulant vers le NE sous l’influence partielle du cône distal progradant.

Dea nappes de socle dc direction NW inversent structurelement la stratigraphie régionale et temoignent d'une déformation initiale (D1). Le développement largement répandu d'une fabrlque (S1), pentée SE et prenant l’aspect variable d'un clivage ardoisier. d' un clivage sous solution protomylonltique et d'une foliation orthomylonitique, fut accompagné d'un métamorphisme dans le faciès schistes verts inférieur. Localement, la fabrlque acquiert une linéation (L1) forte mais variable, soulignée par l’orientation de minéraux dans le plan axial de microplis isoclinaux à vergence NW et de structures régionales retournées (F1) qui plongent gentiment vers le NE et le SW. S'y associent des clivages de crénulatlon de plan axial (S2 et S3), pentés respectivement SE et NW, qui se superposent sur S1.

Des variations longitudinales dans le style et l'époque de la déformation, couplées à la présence de zones intensement déformées. en échelon et fortement pentées, suggèrent que la zone orogenique chevauchante est sclndée par des décrochements verticaux decalès à droite. qui convergent et sont, eux-mêmes, synthetiques du système fortement liatrique de Cobequid-Cbedabucto. Ces failles se couchent vers la surface pour devenir des chevauchements qui engendrent des structures en fleur positives; elles s'estompent par endroits en des chevauchements associés aux orientations anormales NW-SE dans D1 et D2. On explique la source du cône syntectcnique de Ealls Lake par la surrection des paquets chevauchants sous le Jeu en transpression de failles en echelon subparallèles à la côte de Fundy et dont les pendages se rédressent localement vers le bas. Dn déplacement et un télescopage supplementaires résulterent en une inversion structurale de la stratigraphie régionale et en la déposition des formations de Balls Lake et de Lancaster en avant du terrain charrie plus au Sud.

[Traduit par le journal]

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DOI: https://doi.org/10.4138/1614