The stratigraphy and depositional environment of the late Precambrian Georgeville Group, Antigonish Highlands, Nova Scotia

J. B. Murphy, J. D. Keppie

Abstract


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 interlayered 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 interlayered 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 lithological 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 progradation 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.

RÉSUMÉ
Les Monts Antigonish reposent surtout sur des roches tardiprécambriennes recouvertes en discordance par une zone restreinte de roches paléozoiques. On definit ici les roches tardiprécambriennes comme le Groupe de Georgeville que l'on subdivise en plusieurs formations. Dans les monts septentrionaux (bloc de Georgeville), la succession se présente comme suit: (i) la Formation de Chlsholm Brook composée de volcanites mafiques interlitées 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 caractérisée par des orthoconglomerats interlites avec des mudstones, cherts et calcaires. Dans les monts méridionaux (bloc de Keppoch), la succession débute par la Formation de Keppoch qui coraprend des volcanites bimodales calco-alcalines et tholeiitiques, d'origlne subaerienne à 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 sédimentalres avec peu de volcanites. Ici, on à la succession suivante: (i) la Formation de Maple Ridge composée 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 composée dans sa presque totalite d'argilites et de siltstones.

La séquence stratiqraphique de Groupe de Georgeville suggére le développement progressif d'un bassin sédimentaire. On interprète ces roches sédimentalres comme des turbidites deposées dans un bassin peri-arc. La séquence montre une organisation frustre marquée 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 liées à la migration laterale d'un cone de turbidites ayant produit la progradation et la régression observeea, avec comae source un arc volcanique attenant au nord-ouest. Ce modèle sédimentologique cadre Men avec la nature du volcanisme qui montre à l'orlgine un contexte de rift dans un arc volcanique cedant sa place a un volcanisme d'ile océanique dans le bassin.

[Traduit par le journal]

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DOI: https://doi.org/10.4138/1621