Abstract

Analysis of over 50 line-kilometres of land-based, shallow, seismic reflection profiles has provided a means of investigating the subsurface architecture and stratigraphic relationships of the glacial deposits in and beneath the Oak Ridges Moraine (ORM). The focus of this paper is the role of seismic reflection surveys, and the derived seismic facies and facies geometry, in the development of a well-constrained, regional, conceptual model of the subsurface stratigraphy in the area and the improved inferences these data allow regarding glacial event sequence and process interpretations. The data define four major seismic facies that characterize the complex glacial sequence of the ORM area. High-reflectivity facies (I) can be traced regionally and related to an eroded Newmarket Till surface. Medium (II) and low (III) reflectivity facies are generally associated with coarse-grained glaciofluvial deposits and laterally extensive, glaciolacustrine sequences of sand, silt, and clay, respectively. A chaotic facies (IV) is common within buried channels, and attributed to instability and (or) rapid channel-fill deposition. Seismic geometry (with borehole verification) shows that a broad surface network of channels extends below thick ORM sediments. The channel system is part of a regional unconformity formed on the Newmarket Till (facies I). The buried channels can have steep sides, and their fills frequently include tabular sheets, eskers, and (or) large cross-beds. The observations are consistent with the scenario of sheet flow and channel cutting by high-energy subglacial meltwater and filling with gravel, sand, and silt in succession (facies II and III) as the flows waned.

L'analyse de 50 km de profils de sismique réflexion terrestre à haute résolution ont permis une observation de l'architecture sédimentaire de subsurface et la relation entre les unités stratigraphiques glaciaires en-dessous de la moraine de l'Oak Ridges (ORM). L'intension de cet article est de démontrer le rôle que joue la sismique réflexion, avec l'analyse des faciès sismiques et de leur géométrie, dans le développement d'un modèle conceptuel régional de la stratigraphie dont les limites sont bien reconnues. Ceci a pour conséquence que ces données améliorent l'interprétation de séquences et de processus glaciaires. Quatre faciès sismiques caratérisent la séquence de dépôt glaciaire complexe de la région de l'ORM. Un faciès très réflectif (I) peut être suivi régionalement et mis en relation avec une surface d'érosion du Till de Newmarket. Des faciès de moyenne (II) et de faible (III) réflectivité sont associés respectivement, avec des dépôts fluvioglaciaires de granulométrie grossière et des séquences glaciolacustres formées de sable, de limon et d'argile déposés régionalement sur de grandes surfaces. Un faciès chaotique (IV) se trouve fréquemment dans des chenaux enterrés et sont attribués à des instabilités et (ou) des dépôts rapides dans le chenal. Sur la base de calibrations avec des forages, la géométrie sismique montre l'existence d'un réseau de chenaux au-dessous de l'épaisse couche sédimentaire de l'ORM. Ce sytème de chenaux fait partie d'une disconformité régionale sur le Till de Newmarket (faciès I). Les bords des chenaux enterrés peuvent comporter de très fortes pentes et le remplissage montre des drappages horizontaux, des eskers ou des larges stratifications entrecroisées. Ces observations sont en accord avec des inondations laminaires en nappes et des incisions de chenaux par de l'eau de fonte sous-glaciaire avec des dépôt successifs de graviers, sables et limons lorsque le flux diminue (facies II et III).