Abstract

The Britt Domain in the southwestern Grenville Province of the Canadian Shield is believed to be an exposure of high-grade (upper amphibolite facies) mid-crustal rocks of predominantly granitic and granodioritic composition. A 270 km refraction line was conducted by Lithoprobe across the Britt Domain and the Grenville Front Tectonic Zone to the north in order to determine the deep velocity structure under the region. This data set demonstrates a uniform velocity structure to a depth of 15 km in the central Britt Domain, with near-surface P- and S-wave velocities of 6.15 and 3.55 km/s, respectively, and linear vertical gradients at depth of 0.02 and 0.01 s−1, respectively. The data also show that the Grenville Front Tectonic Zone is strongly anisotropic at shallow depths. To determine the acoustic properties of rocks from the Britt Domain, 80 velocity samples representing different lithologies in this area were measured at confining pressure up to 600 MPa. These studies show that P-wave velocities at 600 MPa range from 6.29 km/s (granitic gneiss) through 6.51 km/s (intermediate gneiss) to 6.90 km/s (mafic rocks), and have an area-weighted mean of 6.36 ± 0.08 km/s. S-wave velocities for selected samples range from 3.54 km/s (paragneiss) through 3.62 km/s (granitic gneiss) to 4.04 km/s (amphibolite). P-wave velocity anisotropy is weak in the granitic rocks (1.1% on average), but stronger in paragneisses and amphibolites from the region (5.2–5.9%). Comparison of laboratory and refraction data suggests that the Britt Domain is granodioritic in composition to mid-crustal levels. The lower crust beneath the Grenville Front Tectonic Zone in the central Britt Domain appears to be composed of diorite at the top, but becomes increasingly mafic toward the Moho.

Le Domaine de Britt dans la région sud-ouest de la Province de Grenville, du Bouclier canadien, est formé principalement de roches de composition granitique et de granodioritique; on considère qu'il représente une exposition des roches de haut degré métamorphique (faciès des amphibolites supérieur) de la croûte médiane. Un levé de réfraction le long d'une ligne de 270 km a été effectué dans une campagne du projet Lithoprobe; cette ligne traversant le Domaine de Britt et la zone du Front tectonique de Grenville au nord a servi à déterminer la structure de vitesse profonde sous cette région. L'ensemble des données montre que, dans la partie centrale du Domaine de Britt, la structure de vitesse est uniforme à la profondeur de 15 km, et qu'en subsurface elle est caractérisée par les vitesses des ondes P et S de 6,15 et 3,55 km/s, respectivement, et par des gradients verticaux linéaires à la profondeur de 0,02 et 0,01 s−1, respectivement. Les données révèlent en outre que la zone du Front tectonique de Grenville est fortement anisotropique aux faibles profondeurs. En vue de déterminer les propriétés acoustiques des roches du Domaine de Britt, les vitesses de 80 échantillons représentant différentes lithologies dans cette région ont été mesurées sous pression géostatique jusqu'à 600 MPa. Ces études révèlent que les vitesses des ondes P à 600 MPa varient de 6,29 km/s (gneiss granitique), passent par 6,51 km/s (gneiss intermédiaire), et atteignent finalement 6,90 km/s (roches mafiques), avec une moyenne pondérée régionale de 6,36 ± 0,08 km/s. Les vitesses des ondes S fournies par une sélection d'échantillons varient de 3,54 km/s (paragneiss) franchissent 3,62 km/s (gneiss granitique), et atteignent leur maximum à 4,04 km/s (amphibolite). L'anisotropie de vitesse des ondes P est faible dans les roches granitiques (1,1% en moyenne), mais plus forte dans les paragneiss et les amphibolites de la région (5,2–5,9%). La confrontation des données obtenues en laboratoire avec celles de réfraction sur le terrain suggère, pour le Domaine de Britt, une composition granodioritique aux niveaux de la croûte médiane. La croûte inférieure sous-jacente à la zone du Front tectonique de Grenville, dans la région centrale du Domaine de Britt, semble être formée de diorite au sommet, mais évoluant vers une composition de plus en plus mafique en s'approchant du Moho. [Traduit par la rédaction]