Structural and stratigraphic history of the southern domain of the Indian Mountain Deformed Zone, southeastern New Brunswick, Canada: Tournaisian (Lower Carboniferous) tectonic ‘pop-up’ and collapse Histoire structurale et stratigraphique du domaine méridional de la zone déformée du mont Indian, dans le sud-est du Nouveau-Brunswick, au Canada soulèvement et effondrement tectonique du Tournaisien (Carbonifère inférieur)

Abstract

The southern domain of the Indian Mountain Deformed Zone (IMDZ) in southeastern New Brunswick marks a major right-lateral strike-slip fault belt active during late Tournaisian (Lower Carboniferous) sedimentation. The rocks of the Sussex Group, representing a depositional cycle from subsidence to basin inversion, occupy this zone and lie unconformable on crystalline basement, the latter representing a partially exhumed portion of the adjacent (to the south) buried Westmorland uplift. Deformation is related to early reverse faults/thrusts, later strike-slip faults. and latest normal faults. The Gorge Fault zone in the southern domain of the IMDZ demonstrates many essential features of the entire zone. The offset of The Gorge Fault zone increases to the east. In the west it forms a blind thrust and asymmetric anticline whereas in the east it expands into a reverse fault/thrust complex. A progressive evolution from reverse faults/thrusts to strike-slip fault movement resulted in a tectonic pop-up, culminating in gravitational collapse along normal faults with listric profiles that flatten out within 100–200 metres of the present erosion surface. Megabreccias formed during deposition of the Sussex Group are contemporary with reverse fault/thrusts. The geometry of the various faults is best explained by progressive deformation within an overall right-lateral strike-slip regime under general shear, with early formed features rotating both congruently and incongruently to the main IMDZ boundaries. Further complexity is a consequence of many reverse faults/thrusts and normal faults occurring close to a free surface and the latter a response to gravitational instability of the pop-up structure controlled by topography. A revised stratigraphy for the Sussex Group in the Indian Mountain Deformed Zone and its interpretation is integral to constructing the structural history. Two units, Stilesville Formation and Briggs Cross Formation, are formally defined here.

Résumé

Le domaine méridional de la zone déformée du mont Indian (ZDMI) dans le sud-est du Nouveau-Brunswick correspond à une ceinture de décrochement dextre active au cours de la sédimentation du Tournaisien tardif (Carbonifère inférieur). Les roches du groupe de Sussex, qui représentent un cycle sédimentaire d’un affaissement à une inversion du bassin, occupent cette zone et reposent de façon discordante sur un socle cristallin, ce dernier constituant une partie exhumée du soulèvement de Westmorland adjacent (au sud) enfoui. La déformation est apparentée à des failles inverses/chevauchements, à des décrochements ultérieurs et aux failles normales les plus récentes. La zone de la faille Gorge dans le domaine méridional de la ZDMI recèle nombre de caractéristiques essentielles de l’ensemble de la zone. Le décalage de la zone de la faille Gorge augmente à l’est. Dans l’ouest, la zone forme un chevauchement aveugle et un pli anticlinal asymétrique, alors que dans l’est, elle s’élargit en un complexe de failles inverses/chevauchements. Une évolution progressive des failles inverses/chevauchements à un mouvement de coulissage a produit un soulèvement tectonique culminant en un effondrement gravitationnel le long de failles normales aux profils listriques qui s’aplanissent à moins de 100 à 200 m de la surface d’érosion présente. Des mégabrèches s’étant formées durant le dépôt du groupe de Sussex sont du même âge que les failles inverses/chevauchements. La structure géométrique des diverses failles est principalement liée à la déformation progressive à l’intérieur d’un régime de failles dextres subissant un cisaillement général, dont les caractéristiques les plus anciennes décrivent une rotation congruente et incongruente par rapport aux principales limites de la ZDMI. La complexité supplémentaire est attribuable à nombre de failles inverses/chevauchements et failles normales présents à proximité de la surface libre et ces dernières résultent d’une instabilité gravitationnelle de la structure de soulèvement régie par la topographie. Une stratigraphie révisée du groupe de Sussex dans la zone déformée du mont Indian et son interprétation font partie intégrante de l’élaboration de l’histoire structurale. Deux unités, les formations de Stilesville et de Briggs Cross, sont formellement définies aux présentes.