Synsedimentary Diagenesis of Cambrian Peritidal Carbonates: Evidence from Hardgrounds and Surface Paleokarst in the Port au Port Group, Western Newfoundland

Abstract

ABSTRACT Erosional surfaces in peritidal platform carbonates are well exposed in sea-cliff exposures of the Middle and Upper Cambrian Port au Port Group on the Port au Port Peninsula in western Newfoundland. Field and petrographic evidence indicates that these surfaces are products of synsedimentary lithification and subsequent erosion under submarine and subaerial conditions. Submarine hardgrounds formed in parted limestone (thinly interbedded, fine-grained carbonates and shale) and ooid grainstone sequences, and surface paleokarst developed on carbonate laminites and stromatolite and thrombolite mounds. Parted limestone hardgrounds are characterized by mineralized, sub-planar to irregularly undulose surfaces on top of lime mudstone and skeletal packstone. These hardgrounds formed during intermittent periods of relatively slow sedimentation, reduced energy conditions and stable bottom sediments in the subtidal zone of muddy tidal flats. In contrast, oolitic hardgrounds developed in high-energy ooid shoals in which irregular topography and fluctuating energy conditions permitted lithification during short-lived periods of stable sediment conditions. Bored encrustations of interlaminated, fibrous low-Mg calcite cement and silty micrite occur on top of some oolitic hardgrounds. Reworking of parted limestone and oolitic hardgrounds by high-energy events, probably storms, resulted in the deposition of intraclast rudstones and floatstones. Surface paleokarst developed on bare carbonate rock under subaerial conditions in the supratidal and/or intertidal environment. Paleokarst features include scalloped surfaces (kaminitzas) and solution-enlarged fractures (grikes) in supratidal carbonate laminite, and planar to sub-planar surfaces on stromatolite and thrombolite mounds. Other recognizable meteoric features, such as calcrete and subsurface leaching, are limited in the Port au Port Group, in spite of its peritidal origin. This is attributed to one or more the following: (1) insufficient periods of subaerial exposure; (2) pervasive synsedimentary lithification; and (3) predominance of calcitic components. RESUME Des surfaces d'erosion dans des carbonates peritidaux de plate-forme sont bien exposees dans des affleurements de falaises littorales du groupe Port au Port d'age Cambrien moyen a superieur de la peninsule de Port au Port dans l'ouest de Terre Neuve. Les evidences de terrain et petrographiques indiquent que ces surfaces sont produites par lithification syn-sedimentaire suivie d'erosion sous des conditions sous-marines a subaeriennes. Les fonds indures sous-marins se formerent dans des sequences de calcaire stratifie (schistes et carbonates fins, finement interstratifies) et de grainstone oolithique, et les paleo-karsts de surface se developperent dans des laminites carbonatees et dans des monticules stromatolithiques et thrombolithiques. Les fonds indures dans le calcaire stratifie sont caracterises par des surfaces mineralisees, quasi-planes a irregulierement ondulees, recouvrant des schistes calcaires et des packstones squelettiques. Ces fonds indures se formerent durant des periodes intermittentes caracterisees par des taux de sedimentation relativement faibles, des conditions energetiques reduites et des sediments de fond stables dans la zone subtidale d'estrans boueux. Par contraste, les fonds indures oolithiques se developperent dans des bancs a oolithes de haute energie dans lesquels la topographie irreguliere et les conditions energetiques fluctuantes permirent la lithification durant des periodes ephemeres de conditions sedimentaires stables. Des encroutements perfores constitues de ciment de calcite fibreuse a faible teneur en Mg interlamine avec de la micrite silteuse se trouvent au-dessus de certains fonds indures oolithiques. Le remaniement des calcaires stratifies et des fonds indures oolithiques par des evenements de haute energie, probablement des tempetes, causerent le depot d'intraclastes de rudstone et de floatstone. End_Page 115------------------------ Les paleo-karsts de surface se developperent dans des roches carbonatees decouvertes sous des conditions subaeriennes dans un environnement supratidal et/ou intertidal. Les caracteres des paleo-karsts incluent des surfaces echancrees (kaminitzas) et des fractures elargies par dissolution (lapies) dans les laminites carbonatees supratidales, et des surface planes a quasi-planes dans les monticules stromatolithiques et thrombolithiques. D'autres caracteres meteoriques reconnaissables, tels que des encroutements calcaires et des dissolutions souterraines, sont limitees au groupe Port au Port, malgre son origine peritidale. Ceci est attribue a l'une des causes suivantes: (1) periodes insuffisantes d'exposition subaerienne; (2) lithification syn-sedimentaire repandue; et (3) predominance de composants calcaires. Traduit par Patrice de Caritat