Stratigraphy and tectonic history of the Upper Devonian to Lower Carboniferous Horton Bluff Formation, Nova Scotia

A. Thomas Martel, Martin R. Gibling

Abstract


The Devonian-Carboniferous Horton Group in the Man times Basin of Atlantic Canada was deposited in local half grabens during an extensional phase that followed the Acadian Orogeny. In its type area, the southwest part of the Minas Basin, the Horton Group is divided in ascending order into the Horton Bluff and Cheverie formations. Four members of the Horton Bluff Formation are formally defined here. The basal Harding Brook Member, of latest Devonian to early Tournaisian age, is a braidcd-fluvial sandstone unit developed above a paleosol on the underlying Meguma Group. The succeeding three members are shale/sandstone units of Tournaisian age. The Curry Brook Member was deposited in deltaic channels and interdistributary lakes, whereas the Btue Beach and Hurd Creek members were deposited in large, wave-dominated lakes and/or restricted-marine bays, with evidence of deltaic input for the Hurd Creek Member. The overlying Cheverie Formation is a coarse grained alluvial deposit of Tournaisian age.

Sediment style reflects an interaction between sediment flux, subsidence controlled accommodation space, and climate. Fluvial systems extended across the basin during periods of basin overfilling and fluvial/lacustrine/ estuarine deposits were laid down during periods of basin underfilling.

Evidence of a northward thickening and facies change suggests that the Horton Bluff Formation was deposited in a half-graben bounded to the north by the Cobequid Fault or a precursor fault. Palcoflow was northward, across the Meguma Terrane, during deposition of the alluvial deposits.

The late Devonian age for the basal Horton Group places an upper age limit on "docking" of the Meguma and Avalon terranes in the area, and suggests that Meguma rocks were rapidly exhumed prior to formation of extensional basins. The alluviaMacustrine-alluvial succession in the Horton Group type area can be recognized in half grabens across Atlantic Canada, with a coeval (late Tournaisian) lacustrine phase. The widespread occurrence of this subsidence phase implies that the local, basin-bounding faults were components of a regional detachment at mid-crustal depth.

RÉSUMÉ
Le Groupe de Horton du Dévonien-Carbonifére du bassin des Maritimes, dans les provinces Atlantiques, s'est déposé dans des demi-fossés d'effondrement locaux au cours d'une phase de distension qui a suivi I'orogenèse acadienne. Dans son sectcur type, la partie sud du bassin Minas, le Groupe de Horton est divisé, dans un ordre ascendant, en formations de Horton Bluff et de Cheverie. Quatre membres de la Formation de Horton Bluff sont officiellement définis aux présentes. Le membre basal, le membre du ruisseau Harding, de I'époque du Dévonicn supérieur au début du Tournaisien, est une unité de grès fluviale anastomosée qui s'est développée au-dessus d'un paléosol sur le Groupe sous-jaccnt de Meguma. Les trois membres suivants sont des unité's de schiste / grès remontant au Tournaisien. Le membre Curry Brook s'est déposé dans des canaux deltaiques et des lacs interbras, tandis que les membres Blue Beach et Hurd Creek se sont déposés dans des lacs étendus dominés par des eaux agitées ou des baies marines restreintes, avec la preuve d'un apport deltaique dans le cas du membre Hurd Creek. La Formation sus-jacente de Cheverie est un gite alluvionnaire à gros grain de l'époque du Tournaisien.

Le style de sédimentation témoigne d'une interaction entre le ruissellement sédimentaire, la superficie d'accueil déterminée par l'effondrement, et le climat. Des réseaux fluviaux traversaient le bassin pendant les périodes de débordement du bassin et des dépôts fluviaux / lacustres / estuariens se sont établis pendant les périodes de faible remplissage du bassin.

Une preuve d'un changement de faciès et d'un épaississement en direction nord laisse supposer que la Formation de Horton Bluff s'est déposée dans un demi-fossé d'effondrement délimité au nord par la faille de Cobequid ou une faille annonciatrice. Le paléoécoulement s'est dirigé vers le nord, à travers la terrane de Meguma, au cours de la sédimentation des gttes alluvionnaires.

L'âge du Groupe basal de Horton, fixe au Dévonien tardif, limite l'âge maximal de l'arriviée » des terranes de Meguma et d'Avalon dans le secteur, et il permet de supposer que les roches de Meguma ont rapidement été exhuméers avant la formation des bassins de distension. On peut repérer la succession alluvionnaire-lacustre-alluvionnaire du secteur type du Groupe de Horton dans des demis-fossés partout dans les provinces Atlantiques, en compagnie d'une phase lacustre contemporaine (Tournaisien supérieur). La présence répandue de cette phase d'effondrement laisse supposer que les failles locates de délimitation du bassin constituaient des composantes d'un détachement regional a mi-profondeur de la croûte terrestre.

[Traduit par la rédaction]

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DOI: https://doi.org/10.4138/2076