Stratigraphic and geochemical constraints on the relative age of the Margaree Shear Zone in western Cape Breton Island, with implications for the early evolution of the Maritimes Basin

Gregory Lynch

Abstract


The Margaree Shear Zone is interpreted to be a thick, brittle-ductile low-angle extensional fault which was active in the Mid to Late Devonian at the lime of initiation of the Maritimes Basin. In western Cape Breton Island, the fault separates two distinct basalt assemblages: low-grade to non-metamorphosed intra-continental basalts of the Upper Devonian Fisset Brook Formation occur in the hangingwall, whereas more primitive Ordovician-Sil-urian basalts, which were metamorphosed in Early Devonian time, to upper green schist grade occur in the foot-wall. Major and trace element geochemistry from mylonitic basalt near the top of the shear zone demonstrate that the Fisset Brook Formation has been affected by the shearing. In particular the mylonitcs of Fisset Brook affinity are characterized by higher Ti, Zr, P, Y, and Ga contents, and lower Ni, Cr, and Mg values compared to the older basalts. Elemental plots arc represented as ratios to eliminate enrichment or dilution factors caused by mobile elements such as Si, Ca, K, and Na. The age of the shear zone is further constrained in the region by an unconformity, which displays Tournaisian conglomerate of the Horton Group resting directly on the flat-lying mylonite, the former composed of clasts including mylonite as well as non-deformed vesicular basalt of the Fisset Brook Formation.

RÉSUMÉ
La zone de cisaillcment de Margaree est interprétée comme une faille de distension subhorizontale cassante-déformable épaisse qui était active à l’époque du Dévonien moyen au Dévonien supérieur, au commencement de l’établissement du bassin des Maritimes. Dans l’ouest de l’ile du Cap-Breton, la faille sépare deux assemblages basaltiques distincts : des basaltes intracontinentaux de faible teneur à non métamorphisés de la Formation du Devonien supérieur de Fisset Brook sont présents dans la lèvre supérieure, alors que des basaltes plus primitifs de l’Ordovicien-Silurien, metamorphises à l’époque du Dévonien inférieur, ayant une teneur en schiste vert supérieure sont présents dans la lèvre inférieure. L'analyse géochimique des éléments majeurs et des éléments traces du basalte mylonitique près du sommet de la zone eisaillée révèle que la Formation de Fisset Brook a été affectée par le cisaillcment. Les mylonitcs ayant une affinité avec Fisset Brook, en particulier, sont caractérisés par des teneurs en Ti, Zr, P, Y et Ga supérieures, ainsi que par des valeurs de Ni, de Cr et de Mg inférieures, à celles des basaltes plus âges. On a représenté les tracés d'exploration sous la forme de rapports afin d'éliminer les facteurs d'enrichissement et de dilution causés par les éléments mobiles comme le Si, le Ca, le K et le Na. L'âge de la zone de cisaillement est en outre restreint dans la région par une discordance qui expose un conglomérat du Tournaisien du Groupe de Horton reposant directement sur la roche mylonitique à strates horizontales, le premier étant composé de clastes, dont de la mylonite ainsi que du basalte vésiculaire non déformé de la Formation de Fisset Brook.

[Traduit par la rédaction]

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DOI: https://doi.org/10.4138/2075