Abstracts
Abstract
Recent advances in the understanding of petrogenetic processes at plate boundaries, coupled with improved trace-element and geochronological analytical techniques, permit a more sophisticated approach to paleo-geographic reconstructions of ancient volcanic environments. This paper reviews published geochemical data on Cambro-Ordovician volcanic rocks of the Canadian Appalachians and uses these data to interpret the plate tectonic setting of the volcanic activity. Synthesis of the data suggests that some spatial relationships among the various volcanic suites may have been maintained with respect to the Laurentian and Avalonian continental margins despite considerable crustal shortening across, and transcurrent displacement parallel to, the Appalachian Orogen. Six tectono volcanic environments are recognized, including passive-margin rift volcanic rocks, oceanic island volcanic rocks, sub-arc ophiolltes, island-arc volcanic rocks, back-arc ophiolltes, and continental-margin back-arc volcanic rocks.
Passive-margin, rift-related volcanic rocks include Late Precambrian to Early Cambrian, within-plate, tholeiitic to transition alalkalic basalts and associated per alkaline rhyolites of the Sutton Mountains in Québec and the Cloud Mountain and Deer Lakeare as of Newfoundland. These volcanic rocks were extruded onto Grenville crustalong the northwestern margin of the Appalachian Orogen and, together with the Late Precambrian Long Range dyke swarm, indicate that a period of crustal extension, related to the formation of an ancient oceanbasin, persisted for at least 60 million years.
Sub-arc ophiolltes include Early Ordovician ophiolite complexes from the Eastern Townships of Québec and Baie Verte Peninsula of northwestern Newfoundland. The presence of boninites and primitive-arc volcanic rocks suggests that these ophiolltes represent the foundation to arc systems rather than ocean floor generated at a mid-oceanic ridge. Volcanic-arc suites in central Newfoundland range from Late Cambrian to Early Ordovician in age and commonly varyin composition from primitive-arc tholeiites to mature-arc, calc-alkaline volcanic rocks inthe lower parts, to rocks similar to ocean floor and ocean island basalts in the upper parts of the successions. This variation ingeochemistry suggests a change in tectonicenvironment from long-established subduc-tion-related to back-arc-related volcanism. Early Ordovician ophiolite complexes inparts of central Newfoundland contain volcanic rocks with ocean floor geochemical characteristics and are believed to have been generated in back-arc basins.
An ophiolite complex in northern New Brunswick, which is some 20 million years younger than those in Newfoundland, contains volcanic rocks that are transitional between ocean floor and island-arc basalts — a feature typical of many back-arc oceanic settings. Early Ordovician volcanic rocks in northwestern New Brunswick possess a mature-arc character, but do not appear to record a period of back-arc development; non-arc volcanic rocks are, however, a bundant inadjacent areas of Maine. Volcanic rocks in central and northern New Brunswick and in southern Newfoundland are dominated by Early Ordovician, silica-rich felsic flows and tuffs that are intercalated with, and overlain by, Early to Late Ordovician mafic volcanic rocks ranging in composition from continental tholeiites to within-plate alkali basalts.These bimodal suites are interpreted to havef ormed within back-arc basins underlain bysialic crust of possible Avalonian affinity.
Résumé
De récentes percées réalisées dans la com-préhension des processus pétrogénétiquesaux frontières des plaques tectoniques, ainsique l'amélioration des techniques analy-tiques basées sur les éléments-traces et lagéochronologie permettent une approcheplus sophistiquée de la reconstruction pa-léogéographique des anciens environne-ments volcaniques. Le présent documentpasse en revue les données géochimiquespubliées sur les roches volcaniques cambro-ordoviciennes des Appalaches canadi-ennes, et utilise ces données pour interpré-ter le cadre de la tectonique de plaque asso-cié à l'activité volcanique. La synthèse deces données laisse supposer que certainesrelations spatiales parmi les diverses para-genèses volcaniques auraient pu être main-tenues par rapport aux marges continen-tales laurentiennes et avaloniennes en dépitd'un raccourcissement crustal transversal etd'un déplacement transcourant parallèle àl'orogène des Appalaches. On reconnaît sixenvironnements tectonovolcaniques, no-tamment les roches volcaniques de fosséstectoniques à marge passive, les roches vol-caniques d'îles océaniques, les ophiolitesd'arc inférieur, les roches volcaniques d'arcinsulaire, les ophiolites arrière-arc et lesroches volcaniques arrière-arc de la margecontinentale.
Les roches volcaniques classées commeroches reliées aux fossés tectoniques àmarge passive comprennent les basaltestholéiitiques à l'intérieur des plaques jus-qu'aux basaltes alcalins transitionnels duPrécambrien supérieur au Cambrien infé-rieur et les rhyolites paralcalines connexesdes monts Sutton, au Québec, et des régions du mont Cloud et du lac Deer, à Terre-Neuve.Ces roches volcaniques ont été expulséessur l'écorce de Grenville le long de la margenord-ouest de l'orogène des Appalaches et,conjointement au groupe de dykes de LongRange du Précambrien supérieur, elles révè-lent qu'une période d'extension crustale, liéeà la formation d'un ancien bassin océanique,a persisté pendant au moins 60 millionsd'années.
Les ophiolites d'arc inférieur comprennentles complexes ophiolitiques de l'Ordovicieninférieur des Cantons de l'est, au Québec, etde la péninsule de Baie Verte, à Terre-Neuve.La présence de boninites et de roches volca-niques d'arc primitif révèle que ces ophiolitesconstituent la fondation de systèmes d'arcsplutôt que d'un fond océanique produit à unecrête de dorsale océanique. Les paragenèsesd'arcs volcaniques dans le centre de Terre-Neuve s'étalent du Cambrien supérieur à l'Or-dovicien inférieur, et leur composition variehabituellement des tholéiites d'arc primitif auxroches volcaniques calcaires alcalines d'arcévolué, dans les parties inférieures, jusqu'auxroches similaires au fond océanique et auxbasaltes d'îles océaniques, dans les partiessupérieures des paragenèses. Cette variationde la géochimie laisse supposer une modifi-cation de l'environnement tectonique, mar-quant le passage d'un volcanisme, lié à lasubduction, établi de longue date, à un volca-nisme arrière-arc. Les complexes ophioli-tiques de l'Ordovicien inférieur de certainesparties du centre de Terre-Neuve sont formésde roches volcaniques ayant les caractéris-tiques géochimiques d'un fond océanique etauraient été produites dans des bassins arri-ère-arc.
Un complexe ophiolitique dans le nord duNouveau-Brunswick, de quelque 20 millionsd'années plus jeune que ceux de Terre-Neuve,est formé de roches volcaniques transition-nelles entre un fond océanique et des basal-tes d'arc insulaire — trait typique d'un grandnombre de cadre océaniques arrière-arc.Les roches volcaniques de l'Ordovicien infé-rieur, dans le nord-ouest du Nouveau-Bruns-wick, possèdent un caractère d'arc évolué,mais ne semblent pas comporter une péri-ode de développement arrière-arc. Lesroches volcaniques non arciennes se trou-vent toutefois en abondance dans les ré-gions adjacentes du Maine. Les roches vol-caniques du centre et du nord du Nouveau-Brunswick et du sud de Terre-Neuve sontdominées par des écoulements et des tufsfelsiques riches en silice, de l'Ordovicieninférieur, intercalés et recouverts par desroches volcaniques mafiques, de l'Ordovi-cien inférieur à l'Ordovicien supérieur, et dontla composition varie des tholéiites continen-tales aux basaltes alcalins à l'intérieur desplaques. On considère que ces paragenèsesbimodales se sont formées au sein de bas-sins arrière-arc reposant sur une écorce sia-lique ayant probablement une affinité avalon-ienne.
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