Origin of iron-oxide and silicate melt rocks in Paleogene sediments of southern Ellesmere Island, Canadian Arctic Archipelago, Nunavut

摘要

Between Vendom Fiord and Makinson Inlet on southern Ellesmere Island, Canadian Arctic Archipelago, Nunavut, isolated and fault-bounded Early Tertiary basins are exposed. The basin deposits are Paleocene to Eocene in age and overlie unconformably folded Ordovician and Silurian carbonates of the Paleozoic Franklinian Basin that were affected by intense, pre-Paleocene weathering and karstification in places. The Tertiary sediments consist mainly of dark unconsolidated sand and silt and are interbedded with many centimetre- to metre-thick coal seams. In several places, round orange and red "spots" occur within the dark grey Tertiary basin fills and are clustered on top of the dark grey Tertiary occurrences. The "spots" are up to 100 m in diameter and consist of consolidated burnt shards of clay or clinker. In the centre of the reddish "spots," dark, massive, and partly high-magnetic lava- or slag-like rocks are poorly exposed as masses that are a decimetre or less in scale. These rocks were investigated using thin section studies, as well as X-ray diffraction and X-ray flourescence analyses. The melt rocks are composed of glass, cordierite-group minerals, hematite, magnetite, tridymite, mullite, and cristobalite. They represent paralavas resulting from subsurface combustion of the Tertiary coal seams under conditions similar to those in a blast furnace. An origin by anthropogenic activity or a volcanic origin can be ruled out.Entre le fjord Vendom et l'inlet Makinson du sud de l'île d'Ellesmere, archipel Arctique canadien, Nunavut, affleurent des bassins du Tertiaire précoce, isolés et limités par des failles. Les dépôts dans les bassins datent du Paléocène à l'Éocène et ils reposent en discordance sur des carbonates plissés (Ordovicien et Silurien) du bassin franklinien (Paléozoïque) qui ont été affectés par endroits par de la météorisation et la formation de karsts au pré-Paléocène. Les sédiments tertiaires comprennent surtout des sables et des silts non consolidés de couleur foncée; ils sont interstratifiés avec de nombreux filons de charbon dont l'épaisseur varie de quelques centimètres à un mètre. À plusieurs endroits, des " taches " rondes oranges et rouges se trouvent dans le remplissage gris foncé du bassin tertiaire et sont regroupées sur le dessus des occurrences gris foncé tertiaires. Les " taches " atteignent un diamètre de 100 m et elles sont composées d'éclats calcinés et consolidés d'argile ou de clinker. Au centre des " taches " rougeâtres, des roches massives, foncées, partiellement fortement magnétiques et de type lave ou laitier affleurent peu, uniquement sous forme de masses d'échelle décimétrique ou moindre. Elles ont été analysées en lames minces et par des analyses de diffraction des rayons X et de fluorescence X. Les roches de fusion sont composées de vitre, de minéraux du groupe de la cordiérite, d'hématite, de magnétite, de tridymite, de mullite et de cristobalite. Ces roches représentent des paralaves qui proviennent de la combustion, sous la surface, de filons de charbon du Tertiaire sous des conditions semblables à celles d'un haut-fourneau. Une origine anthropique ou volcanique est donc impossible.[Traduit par la Rédaction]