Abstract
The Lower Ordovician Tourelle Formation crops out on the Gaspé Peninsula in the allochthonous external domain of the Quebec Appalachians. Coarse sandstone beds dominate this submarine fan deposit, and contain immature detritus (volcanic fragments, radiolarian chert, amphiboles, pyroxenes, chromite) shed from initial uplifts within the Taconic orogenic belt. Pre-Tourelle sediments were eroded directly from a Lower Paleozoic Grenville-type craton and its fringing carbonate bank. Recycling of these sediments provided the bulk of the detritus found in the Tourelle sandstones.Volcanic rock fragments comprise 4% of framework grains. They are intermediate to acid in average composition, contain primary biotite, and record prehnite–pumpellyite grade metamorphism in the source area. This volcanic source also contributed fresh angular plagioclase (albite) to the Tourelle sand fraction. The volcanic source was probably an ensialic arc associated with the closing of the Iapetus Ocean, and is tentatively identified with the Cambrian to Middle Ordovician Tetagouche volcanics of northern New Brunswick.In addition to rounded, recycled grains of zircon, tourmaline, garnet, and sphene, the Tourelle heavy mineral suite contains prismatic hornblende, hypersthene, and clinopyroxene. These minerals may have been derived from arc lavas, their intrusive equivalents, or from an obducted ophiolite sheet. Ophiolite obduction and erosion is preferred because the heavy mineral population contains 18% chromite, or 8.2 × 10−4 g Cr/cm3 sandstone. This is 1/15 the chromite concentration of peridotite, an essential component of any ophiolite suite.Provenance criteria for these syn-orogenic sandstones require a plate tectonic model involving southeastward subduction beneath a block of continental crust, and emplacement of ophiolite. Previous models for the Quebec Appalachians are unable to account for detrital composition of Tourelle sands and must undergo major modification.This paper reveals that sedimentary petrography is essential to satisfactory unravelling of orogenic history. Neglect of sediment composition may invalidate tectonic reconstructions based solely on stratigraphic and structural considerations.
La formation de Tourelle de l'Ordovicien inférieur affleure dans la péninsule de Gaspé dans le domaine allochtone externe des Appalaches du Québec. Les lits de grès grossiers dominent ces dépôts de cône d'alluvions sous-marin et ils contiennent des débris immatures (fragments volcaniques, chert à radiolaires, amphiboles, pyroxènes, chromite) répandus depuis les soulèvements initiaux à l'intérieur de la ceinture orogénique taconique. Les sediments pré-Tourelle ont été érodés directement à partir d'un craton de type Grenville au Palézoïque inférieur avec sa frange de bancs de calcaires. Le recyclage de ces sédiments a fourni la masse principale des débris qu'on retrouve dans les grès de Tourelle.Les fragments de roches volcaniques forment quatre pour cent des grains constituant le squelette. Ils ont une composition moyenne d'intermédiaire á acide, contiennent de la biotite primaire et enregistrent un grade de métamorphisme à prehnite-pumpellyite dans la région source. Cette source volcanique a aussi fourni des plagioclases non altérés anguleux (albite) à la fraction sableuse des grès de Tourelle. La source volcanique était probablement un arc ensialique associé à la fermeture de l'océan Iapetus et on l'identifie de façon probable aux volcaniques de Tetagouche du Cambrien à l'Ordovicien moyen du nord du Nouveau-Brunswick.En plus des grains arrondis et recyclés de zircon, de tourmaline, de grenat et de sphène, la suite des minéraux lourds de la formation de Tourelle contient de la hornblende prismatique, de l'hypersthène et des clinopyroxènes. Ces minéraux ont pu dériver d'arcs de laves, de leurs équivalents intrusifs ou de l'obduction d'une nappe d'ophiolite. On préfère l'obduction et l'érosion d'ophiolite parce que la population de minéraux lourds dans les tailles de 2 à 3 contient 18% de chromite ou 8.2 × 10−4 g de Cr/cm3 de grès. Cela correspond à 1/15 de la teneur en chromite des péridotites, une composante essentielle de toute suite d'ophiolite.Les critères de provenance pour ces grès syn-orogéniques requièrent un modèle de tectonique de plaques qui implique une subduction vers le sud-est sous un bloc de croûte continentale et la mise en place de l'ophiolite. Les modèles précédents pour les Appalaches du Québec ne peuvent pas tenir compte de la composition détritique des sables de Tourelle et doivent subir des modifications majeures.Cet article montre bien que la pétrographie sédimentaire est essentielle pour éclaircir de façon satisfaisante l'histoire orogénique. La négligence de la composition des sédiments peut rendre invalide les reconstructions tectoniques basées seulement sur des considérations stratigraphiques ou structurales. [Traduit par le journal]
