Abstract

The crustal velocity structure beneath western Newfoundland is constrained by a reanalysis of older, regional refraction profiles together with an analysis of one new profile. Initial interpretation of the older data gave inconsistent and discontinuous structures that are difficult to reconcile with more recent deep reflection profiles. We also show that traveltimes predicted by the earlier models often do not yield acceptable fits to the original observations. Our reinterpretation reveals a simpler pattern, in which the crust is characterized by a persistent, high-velocity, lower crustal (HVLC) layer. This layer has velocities of 7.07.9 kmls and thicknesses of 523 km. It is thickest beneath the Grenville crustal block, east of the Appalachian structural front, and thins or is possibly absent within the Central block. Analysis of the new, much higher resolution profile off western Newfoundland confirms the existence of the HVLC layer with a velocity of 7.2 kmls and thicknesses of 1119 km, increasing to the northeast. The upper crust has well-defined velocities of 6.26.4 kmls and is overlain by a complex sandwich of sediment layers with principal velocities of 3.9, 4.95, and 5.58 kmls and maximum total thicknesses of 8.5 km in the south to 5.5 km in the north. Total crustal thickness varies from 39 to 43km from south to north. Comparison of the velocity–depth models with the pattern of deep crustal reflectivity revealed by deep multichannel profiles shows that the HVLC layer is coincident with a zone of flat-lying reflectors that terminate to the west at the base of the crust beneath the Appalachian structural front. The HVLC may continue eastward to cover a broad region of central Newfoundland as suggested by the older data, but its association with the reflectivity is not clear.

La structure exprimée par les vitesses des ondes sismiques au niveau de la croûte de la partie occidentale de Terre-Neuve est redéfinie plus précisément, grâce à une analyse plus raffinée d'anciens profils de réfraction à l'échelle régionale jointe à l'étude d'un nouveau profil. Initialement, l'interprétation des anciennes données révélait des structures incohérentes et discontinues, difficiles à harmoniser avec les profils de réflexion profonde qui ont été obtenus plus récemment. En plus, nous démontrons pour de nombreux cas que les temps de trajet estimés à partir des modèles antérieurs ne correspondent pas de manière acceptable avec les observations originales. Notre réinterprétation présente une structure plus simple, dans laquelle la croûte inférieure est caractérisée par une couche rapide persistante. Les vitesses dans cette couche sont de 7,0 à 7,9 kmls, et les épaisseurs correspondent à 5–23 km. L'épaisseur de cette couche passe par un maximum sous le bloc crustal grenvillien, à l'est du front structural des Appalaches, et elle atteint son minimum et même peut être absente dans le bloc central. L'analyse d'un nouveau profil, enregistré à plus haute résolution, à l'extérieur de la partie occidentale de Terre-Neuve corrobore l'existence d'une couche rapide de la croûte inférieure caractérisée par une vitesse de 7,2 kmls et des épaisseurs de 11 à 19 km, s'accroissant vers le nord-est. La croûte supérieure présente des vitesses bien définies, 6,2–6,4 kmls, et elle est recouverte d'un complexe de couches sédimentaires intercalées dont les vitesses principales sont 3,9, 4,95 est 5,58 km/s, et des épaisseurs totales avec maxima de 8,5 km dans la partie sud à 5,5 km dans la partie nord. L'épaisseur totale de la croûte passe du sud au nord de 39 à 43 km. La comparaison de modèles de vitesse–profondeur avec la structure des réflexions profondes, de profils multitraces profonds, montre que cette couche rapide de la croûte inférieure coïncide avec une zone de réflecteurs horizontaux qui disparaissent à l'ouest, à la base de la croûte, sous le front structural des Appalaches. La couche rapide de la croûte inférieure peut être étendue vers l'ouest pour couvrir une partie importante du centre de Terre-Neuve telle que suggérée par les études antérieures, cependant son association avec les profils de réflexion n'est pas évidente. [Traduit par la rédaction]