Age and petrology of the Machias Seal Island quartz monzodiorite, the southernmost rocks in New Brunswick, Canada

摘要

Machias Seal Island in the northern Gulf of Maine consists of fine- to medium-grained weakly foliated quartz monzodiorite. Although previously inferred to be as young as Devonian, the quartz monzodiorite yielded an Ediacaran–Early Cambrian U-Pb (zircon) age of 542.0 ± 0.9 Ma. Typical Machias Seal Island quartz monzodiorite contains strongly zoned plagioclase (50%), about 30% mafic minerals (biotite and amphibole with relict cores of both orthoand clinopyroxene, and 20% interstitial quartz and orthoclase. The average chemical composition (5 samples) has 60.6% SiO2, with relatively high Al2O3 (over 16%) and low K2O (2.8%). Overall, the chemical characteristics, including low Rb, Y, and Nb, are consistent with emplacement in a continental margin subduction zone. The quartz monzodiorite contains abundant ovoid metadioritic enclaves, likely of cognate origin. Age and compositional similarities strongly suggest correlation of Machias Seal Island quartz monzodiorite with the abundant ca. 550–525 Ma gabbroic to granitic plutons of the Brookville terrane on the mainland of southern New Brunswick. Its age is similar also to the ages of volcanic and some plutonic rocks on Grand Manan Island and in the New River terrane in mainland southern New Brunswick, strengthening the interpretation that all of these areas are part of Ganderia. Hence the Fundy Fault southeast of Machias Seal Island likely marks the boundary between Ganderia and Avalonia in the Gulf of Maine. RéSUMé L’?le Machias Seal, dans la partie nord du golfe du Maine, se compose de monzodiorite quartzique à grains fins à moyens faiblement feuilletée. Même si on déjà présumé que son origine remonterait au Dévonien, une datation de la monzodiorite quartzique par la méthode U-Pb sur zircon a indiqué un age d’Ediacara et du début du Cambrien, soit de 542,0 ± 0,9 Ma. Les minéralisations caractéristiques de monzodiorite quartzique de l’?le Machias Seal renferment un plagioclase fortement zoné (50 p. 100), environ 30 p. 100 de minéraux mafiques (biotite et amphibole accompagnées de noyaux résiduels d’orthopyroxène et de clinopyroxène), ainsi que 20 p. 100 de quartz et d’orthoclase interstitiels. La composition chimique moyenne (5 échantillons) est de 60,6 p. 100 de SiO2, une teneur relativement élevée de Al2O3 (plus de 16 p. 100) et une faible teneur en K2O (2,8 p. 100). Dans l’ensemble, les caractéristiques chimiques de ces minéralisations, y compris la faible teneur en Rb, Y et Nb, sont généralement associées à un emplacement dans une zone de subduction de la marge continentale. La monzodiorite quartzique contient d’abondantes quantités d’enclaves de métadiorite ovo?des, vraisemblablement de la même origine. L’age et les similitudes de composition de ces roches portent à croire qu’une corrélation pourrait s’établir entre la monzodiorite quartzique de l’?le Machias Seal et la grande quantité de plutons gabbro?que à granitique de 550–525 Ma observée dans le socle de Brookville, dans la partie continentale du Sud du Nouveau-Brunswick. Par ailleurs, ces roches ont le même age que celui des roches volcaniques et de certains plutons de l’?le Grand Manan et du socle de New River dans la partie continentale du Sud de la province, ce qui viendrait confirmer l’interprétation voulant que toutes ces zones fassent partie de Ganderia. La faille de Fundy au sud-est de l’?le Machias Seal marque donc la limite entre Ganderia et Avalon dans le golfe du Maine.[Traduit par la redaction]