Abstract

Three seismic surveying techniques have been employed in a study of the Superior–Churchill boundary zone in southwestern Manitoba and southeastern Saskatchewan. Two reversed refraction – wide angle reflection profiles, one north–south within the Superior tectonic province and one east–west traversing part of the Superior tectonic province, the boundary zone, and part of the Churchill tectonic province, were used to obtain information on the gross velocity structure of the crust over a large region. Preliminary results from these surveys suggest that the crust beneath the north–south profile is typical of previously published crustal models of the western Superior Province, while the crust beneath the east–west profile is similar to that reported for the Churchill Province in eastern Alberta and western Saskatchewan. Generally, the upper and middle crustal sections in the two tectonic provinces are quite similar, while the lower crust in the Churchill Province has a distinct ~7 km/s layer that is not observed in this part of the Superior Province. In addition, there is a marked thickening of the crust within the boundary zone from ~41 km in the Superior Province to ~46 km in the Churchill Province.A 72 km length of fourfold common reflection point coverage was collected in order to determine the fine structure of the crust over a relatively small region. Reliable stacking velocities that may be used for future processing of the common reflection point data were obtained from an expanding spread reflection survey. Various data processing techniques, including common reflection point stacking, linear and nonlinear velocity filtering, and velocity spectral analysis, have been successful in enhancing reflections from the middle and lower parts of the crust. From the preliminary results of the two reflection surveys, it may be concluded that those parts of the crust which are shown as relatively simple layers in the refraction derived models, may be quite complex when viewed on a smaller scale.

On a utilisé trois techniques de levés sismiques pour étudier la zone limite entre les provinces du Lac Supérieur et de Churchill dans le sud-ouest du Manitoba et le sud-est de la Saskatchewan. On a utilisé deux profils inversés de réfraction/réflexion à grand angle, un profil nord–sud dans la province tectonique du Lac Supérieur et un profil est–ouest traversant une partie de la province tectonique du Lac Supérieur, la zone limite et une partie de la province de Churchill, pour obtenir de l'information sur la structure globale des vitesses dans la croûte sur une vaste région. Les résultats préliminaires de ces levés suggèrent que la croûte sous le profil nord–sud est conforme aux modèles de croûte déjà publiés pour la partie ouest de la province du Lac Supérieur alors que la croûte sous le profil est–ouest ressemble plus à ce qu'on a rapporté pour la province de Churchill dans l'est de l'Alberta et l'ouest de la Saskatchewan. En général, les portions supérieures et médianes de la croûte dans les deux provinces tectoniques sont assez semblables alors que la croûte inférieure dans la province de Churchill possède une couche distincte à ~7 km/s qu'on n'observe pas dans cette position pour la province du Lac Supérieur. De plus, il y a un épaississement marqué de la croûte à l'intérieur de cette zone limite de ~41 km dans la province du Lac Supérieur jusqu'à ~46 km dans la province de Churchill.On a effectué une couverture d'une longueur de 72 km des points communs de réflexion quadruple dans le but de déterminer la structure fine de la croûte sur une région relativement petite. Les vitesses de superposition fiables qu'on peut utiliser pour le traitement futur des données de points communs de réflexion ont été obtenues à partir d'un levé par réflexion dans un réseau en expansion étalé. On a utilisé avec succès différentes techniques de traitement des données, y compris l'empilement des points communs de réflexion, le filtrage linéaire et non linéaire des vitesses et l'analyse spectrale des vitesses, pour mettre en évidence les réflexions des parties médianes et inférieures de la croûte. A partir des résultats préliminaires des deux relevés de réflexion, on peut conclure que ces paties de la croûte qui apparaissent comme des couches relativement simples dans les modèles obtenus par réfraction, peuvent être assez complexes lorsqu'on les considère à une échelle plus petite. [Traduit par le journal]