Stratigraphy and tectonic significance of the Lower to Middle Devonian McAdams Lake Formation, Cape Breton Island, Nova Scotia

摘要

The McAdams Lake Formation consists of a lower member composed of green-grey to black sandstone, silt-stone, shale, and minor conglomerate, and an upper member composed predominantly of grey conglomerate and sandstone, with minor black shale. A lens of red shale, siltstone, and sandstone with minor conglomerate is also present in the upper member. The total thickness of the formation is approximately 1 km. Fossil plant fragments and palynology indicate an age of latest Emsian to Early Eifelian (latest Early to Middle Devonian). The presence of a small, fine-grained quartz syenite intrusion probably led to the previously reported occurrence of volcanic rocks in the formation. Characteristics of the lower member suggest deposition in a shallow lacustrine shoreline setting with intermittent, rapid deposition of coarse sediments in a fan delta near a faulted margin. The upper member is interpreted to represent an increase in topographic relief and a progradation of the fan delta to fill the basin, with braided channels present near the fan delta toe. The presence of carbonaceaous shale in this member indicates intermittent swampy conditions or transgression of lacustrine conditions over the fan delta. The McAdams Lake Formation was deposited on the Mira terrene in a half-graben formed by extension along the boundary between die Mire and Bras d'Or terrenes, at the initial stage of development of the Sydney Basin. A hiatus of ca. 40 Ma occurred between deposition of the McAdams Lake Formation and the unconformably overlying Grantmire Formation. During this time the McAdams Lake Formation underwent a period of compressive deformation that resulted in northeast-trending minor folds on an antiformal structure. The McAdams Lake Formation and equivalent units in Atlantic Canada may represent an earlier Horton-like basin system with similar facies and economic possibilities that have been previously unexplored. RÉSUMÉ La Formation de McAdams Lake est constitute d'un membre inférieur formé de grès allant du gris verdatre au noir, de siltstone, de schiste et d'une petite quantité de conglomérat, ainsi que d'un membre supérieur principalement composé de grès et de conglomerat gris, avec une petite quantité de schiste noir. Une lentille de schiste rouge, de siltstone et de grès accompagnes d'une faible quantité de conglomerat est également présente dans le membre supérieur. La Formation a une épaisseur totale d'environ un kilomètre. Les fragments de plantes fossiles et les données palynologiques la situent à la période du début de l'Emsien supérieur à l'Eifelien inférieur (début du Dévonien inférieur au Dévonien moyen). La présence d'une petite intrusion de syénite quartzique à grain fin a probablement mené à l'occurrence de roches volcaniques signalée antérieurement dans la Formation. Les caractéristiques du membre inférieur permettent de supposer une sédimentation orientée le long d'une rive lacustre peu profonde avec accumulation rapide et intermittente de sédiments grossiers dans un delta alluvial s'étant formé près d'un bord faillé. On interprète le membre supérieur comme une représentation d'un accroissement du relief topographique et une progradation du delta alluvial cherchant à remplir le bassin, avec la présence de canaux anastamosés près du front du delta alluvial. La présence de schiste charbonneux dans ce membre révèle des conditions marécageuses intermittentes oð une transgression des conditions lacustres au-dessus du delta alluvial. La Formation de McAdams Lake s'est deposée sur le terrene Mira dans un demi-graben formé par prolongement le long de la limite séparant les terrenes Mira et Bras d'Or, au début du développement du bassin de Sydney. Un hiatus sédimentaire d'environ 40 Ma est survenu entre le dépôt de la Formation de McAdams Lake et celui de la Formation sus-jacente discordante de Grantmire. La Formation de McAdams Lake a alors subi une periode de deformation causée par une compression qui a produit des plis orientés vers le nord-est sur une structure antiforme. La Formation de McAdams Lake et les unités équivalentes des provinces de l'Atlantique pourraient représenter un systeme de bassin de type Horton offrant des faciès semblables et des possibilités economiques auparava