Preliminary investigation of a major high-strain zone in the Caledonian Highlands, southern New Brunswick

Abstract

A major ductile high-strain zone up to 5 km in width can be traced for at least 70 km diagonally across the Avalonian Caledonia terrane of southern New Brunswick. A study of the northeastern part of this zone from the Prosser Mountain area in the northwest to the Point Wolfe River area west of Fundy National Park shows that both the ca. 630-620 Ma Broad River Group and associated plutons and the 560-550 Ma Coldbrook Group contain similar structural elements, related to a largely shared deformational history. Some of this history is apparent also in the 560–550 Ma plutonic rocks. A pervasive foliation (S1) lies parallel to bedding (S0), and although evidently composite (S0-1) in the Broad River Group, this fabric is very heterogeneous in the younger Coldbrook Group, where low strain enclaves are widespread. No folds have been seen of an F1 generation, and no reversals of facing or vergence are apparent. A mineral lineation (L1m) is locally prominent. The plutonic rocks have early fabrics, including a foliation (S1) producing augen-gneiss with a prominent L-tectonite (L1m). S1 also includes a schistosity associated with the growth of white mica and breakdown of feldspar. Geometry suggests that S1 in the granites is related to S0-1 in the supracrustal rocks, and L1m in both units shares a common orientation. S1 and S0-1 are crenulated by a strong second cleavage (S2) axial planar to folds (F2), the large-scale expression of which is an asymmetric synform containing a belt of Coldbrook Group rocks. Kinematic indicators suggest an overall top-to-the-SE motion along thrusts that stack units of Broad River Group, Coldbrook Group, and plutonic rocks. Fabric development in the plutonic rocks implies a history of exhumation beginning under hot, anhydrous conditions, followed by hydration during retrogression as plutonic rocks were tectonically emplaced into this crustal stack. The age of these tectonic events is not yet well constrained, but could be as young as Carboniferous.
 
 RÉSUMÉ
 
 Il est possible de retracer une importante zone de forte contrainte ductile ayant jusqu’à cinq kilomètres de largeur sur une distance de 70 kilomètres en diagonale à travers le terrane avalonien de Caledonia, dans le Sud du Nouveau-Brunswick. Une étude de la partie nord-est de cette zone à partir du secteur du mont Prosser, dans le nord-ouest, jusqu’au secteur de la rivière Pointe Wolfe, à l’ouest du parc national du Canada Fundy, révèle que le groupe d’environ 630 à 620 Ma de la rivière Broad, les plutons connexes et le groupe de 560 à 550 Ma de Coldbrook abritent des éléments structuraux similaires, apparentés à des déformations passées largement partagées. Une certaine partie de ce passé est également apparente dans les roches plutoniques de 560 à 550 Ma. Une foliation intense (S1) se manifeste parallèlement à la stratification (S0) et, même si cette fabrique est nettement composite (S0-1) dans le groupe de la rivière Broad, elle est très hétérogène dans le groupe plus récent de Coldbrook, où les enclaves de faible contrainte sont répandues. On n’a observé aucun pli d’une production F1 et aucune inversion du regard ni de la vergence n’est apparente. Une linéation minérale (L1m), définie par des agrégats de biotite, est localement bien visible. Les roches plutoniques possèdent des fabriques qui se sont constituées pendant et peu après la cristallisation, notamment une foliation (S1) produisant du gneiss oeillé avec L-tectonite (L1m) en évidence. S1 à l’intérieur des roches plutoniques comporte en outre une schistosité associée à la croissance de mica blanc et à la décomposition de feldspath. La géométrie permet de supposer que S1 dans les granites est apparentée à S0-1 dans les roches supracrustales et que la linéation minérale (L1m) dans les deux unités partage une orientation commune. S1 et S0-1 sont crénelés par une seconde schistosité (S2) prononcée, de plan axial par rapport aux plis (F2), dont l’expression à grande échelle est une synforme asymétrique renfermant une ceinture de roches du groupe de Coldbrook. Les indicateurs cinématiques des structures F2 permettent de supposer un mouvement général du sommet vers le sud-est le long des chevauchements qui empilent les unités du groupe de la rivière Broad, du groupe de Coldbrook et des roches plutoniques. Le développement de la fabrique dans les roches plutoniques plus âgées suppose une exhumation passée ayant commencé dans des conditions très chaudes et anhydres pendant et peu après la cristallisation, vers 620 Ma, suivie par une hydratation pendant la rétrogression au moment où les roches plutoniques se sont tectoniquement mises en place à l’intérieur de cet éperon crustal. L’âge des événements tectoniques tardifs n’est pas encore bien circonscrit, mais ils pourraient remonter au Carbonifère. [Traduit par la redaction]