Deformation of soft sediments and evaporites in a tectonically active basin: Bay St. George sub-basin, Newfoundland, Canada

Abstract

The Bay St. George sub-basin of SW Newfoundland, part of the larger late Paleozoic Maritimes basin, formed under the influence of strike-slip faulting and the movement of evaporites. New stratigraphic correlations between Newfoundland and other late Paleozoic sub-basins illustrate the effects of both basement and salt movement. Coastal outcrops show complex combinations of synsedimentary, salt-related, and tectonic structures. Map relationships and dramatic thickness contrasts in the Tournaisian Anguille Group indicate that a large, concealed, NE–striking normal growth fault (Ship Cove fault) controlled sedimentation; the exposed Snakes Bight fault originated as a hanging-wall splay. Structures formed during, or soon after deposition include soft-sediment folds, boudins, clastic dykes, and millimetre-scale diapiric bulb structures, formed by overpressuring and liquidization of sediment. These suggest that the sub-basin was tectonically active throughout deposition. Evaporite-related deformation is recorded in the Visean Codroy Group and overlying strata. Comparisons between outcrop and subsurface suggests that significant amounts of evaporite were removed from exposed sections by halokinesis and solution. Complex outcrop relationships indicate salt welds, and suggest that units of the upper Codroy and overlying Barachois groups represent fills of minibasins that subsided into thick evaporites. Field relationships suggest tectonic inversion deposition related to E-W dextral strike slip motion that affected the entire Maritimes basin in the Serpukhovian, producing reverse-sense offsets and contractional folds. Many of the structures in the Bay St. George sub-basin, previously interpreted as post-depositional and purely tectonic, were formed by deformation of unlithified sediment and ductile evaporites during basin development.

Résumé

Le sous-bassin de la baie St-George dans le sud-ouest de Terre-Neuve, qui fait partie du bassin plus vaste du Paléozoïque tardif des Maritimes, s’est formé sous l’influence d’un coulissage et du déplacement d’évaporites. De nouvelles corrélations stratigraphiques entre Terre-Neuve et d’autres sous-bassins du Paléozoïque tardif illustrent les effets du déplacement du socle et de sel. Les affleurements côtiers présentent des combinaisons complexes de structures synsédimentaires, salifères et tectoniques. Les relations cartographiques et les contrastes spectaculaires de l’épaisseur au sein du groupe tournaisien d’Anguille révèlent qu’une vaste faille intraformationnelle normale, masquée, en direction nord-est (faille de l’Anse Ship) a contrôlé la sédimentation, et la faille découverte de la baie Snakes est provenue d’un point de divergence d’un toit. Les structures s’étant formées durant ou peu après le dépôt comprennent des plis de sédiments meubles, des boudins, des filons clastiques et des structures bulbiformes diapiriques à l’échelle millimétrique, créés par surpression et liquéfaction de sédiments. Cela laisse supposer que le sous-bassin a été tectoniquement actif tout au long de la sédimentation. La déformation liée aux évaporites est enregistrée dans le groupe viséen de Codroy et les strates sus-jacentes. Des comparaisons entre l’affleurement et le sous-sol permettent d’avancer que des quantités importantes d’évaporites ont été retranchées des sections exposées par halocinèse et solution. Les relations complexes des affleurements signalent des lithifications des sels et laissent supposer que les unités de la partie supérieure du groupe de Godroy et du groupe sus-jacent de Barachois représentent des comblements de mini-bassins s’étant transformés en évaporites épaisses. Les relations sur le terrain permettent d’évoquer une sédimentation par inversion tectonique liée à un mouvement de coulissage dextre d’est en ouest ayant touché l’ensemble du bassin des Maritimes au cours du Serpukhovien, qui a produit des plis de contraction et des décalages en sens inverse. Nombre des structures du sous-bassin de la baie St-George, précédemment interprétées comme des phénomènes ultérieurs à une sédimentation et purement tectoniques, ont été créées par une déformation des sédiments meubles et d’évaporites ductiles durant l’établissement du bassin.