A tectonic model for the formation, subsidence, and thermal history of Queen Charlotte Basin is developed. Based upon regional geological and geophysical data, subsidence data from offshore wells in Hecate Strait and Queen Charlotte Sound, and thermal criteria derived from present heat flow and vitrinite reflectance information, Queen Charlotte Basin is seen to have resulted from two distinct mechanisms. (1) During a period of broad regional uplift, rifting and crustal extension occurred in Queen Charlotte Sound up to about 17 Ma ago and the Queen Charlotte Islands were displaced northwards toward their present position by transcurrent motion along the Louscoone Inlet – Sandspit fault system. The rifting generated a significant thermal anomaly and a restricted deep basin as a consequence of crustal thinning and subsequent thermal cooling. (2) Beginning about 6 Ma ago, oblique underthrusting commenced along the margin, resulting in flexural uplift of the western part of the Queen Charlotte Islands and companion subsidence in Hecate Strait and Queen Charlotte Sound. The underthrusting caused rapid cooling of the old rift basins. This phase of subsidence has continued at a decreasing rate until the present.The tectonically generated subsidence in the basin has been estimated by correcting the well data for sediment compaction, paleo water depth, and sediment loading effects. At the site of the Harlequin well in the Queen Charlotte Sound rift, with the termination of extension and associated volcanism, the basin was 1500–2000 m deep and contained little sediment. Model calculations show that this depth is consistent with the estimated extension of about 70 km and a resulting crustal thinning to 8–10 km.Models for the lithosphere flexure generated by underthrusting are constrained by the geological evidence for uplift and erosion of over 5 km of material from the western portion of the Queen Charlotte Islands and the exponentially slowing subsidence to a present regional basement depth of 2 km in Hecate Strait. An excellent fit to the pre-erosion surface profile onshore and pre-Skonun basement surface offshore is obtained with a model having underthrusting on a 30° thrust at a 10 mm year−1 orthogonal component of convergence. The flexure generated by underthrusting, which is particularly well documented in the Queen Charlotte region, appears to be a feature of most subduction zones.Vitrinite reflectance data, present heat flow estimates from the wells, and thermal modelling indicate that the heat flux in Queen Charlotte Basin was much higher in the past than at present, particularly in Queen Charlotte Sound. A model is proposed with high heat flow generated by rifting prior to 17 Ma ago, followed by cooling from the underthrust oceanic lithosphere.

Un modèle tectonique est proposé pour expliquer la formation, la subsidence et l'évolution thermique du bassin de la Reine-Charlotte. En considérant la géologie régionale et les données géophysique, en tenant compte des mesures de subsidence obtenues à partir de puits situés dans les détroits d'Hécate et de la Reine-Charlotte, et en se référant aux données du flux thermique actuel ainsi qu'aux mesures de la réflectance de la vitrinite, il apparaît que l'origine du bassin de la Reine-Charlotte relève de deux éléments distincts. (1) Durant la période du grand soulèvement régional, il se produisit un fossé tectonique accompagné d'une distension de la croûte dans le détroit de la Reine-Charlotte, active jusqu'à il y a approximativement 17 Ma, pendant laquelle les îles de la Reine-Charlotte glissèrent en direction nord vers leur position actuelle par un mouvement transversal le long du système de failles du détroit Louscone – Sandspit. La formation du fossé a entraîné une anomalie thermique importante et a engendré un bassin profond d'étendue restreinte par suite de l'amincissement de la croûte et du refroidissement subséquent. (2) Un sous-charriage oblique le long de la marge débuta il y a environ 6 Ma provoquant un soulèvement de flexure de la partie ouest des îles de la Reine-Charlotte, lequel s'accompagna d'une subsidence dans les détroits d'Hécate et de la Reine-Charlotte. Le sous-charriage a causé le refroidissement rapide des anciens bassins d'effondrement. Cette phase de subsidence s'est poursuivie avec intensité décroissante jusqu'à présent.La subsidence d'origine tectonique dans le bassin a été évaluée après correction des données obtenues dans les puits pour le tassement des sédiments, pour les paléo-profondeurs de l'eau et pour les effets du poids des sédiments. Sur le site du puits Harlequin dans le fossé du détroit de la Reine-Charlotte, point terminal de l'entension et du volcanisme associé, le bassin avait une profondeur de 1500–2000 m et contenait peu de sédiments. Des calculs basés sur un modèle montre que cette profondeur concorde avec une distension évaluée à environ 70 km et un amincissement de la croûte à 8–10 km.Les modèles représentant la flexure de la lithosphère engendrée par le sous-charriage doivent tenir compte des limites imposées par les évidences géologiques du soulèvement et de l'érosion de plus de 5 km de matériaux dans le secteur ouest des îles de la Reine-Charlotte et de la subsidence qui jusqu'à présent décroissait de manière exponentielle à une profondeur de 2 km dans le détroit d'Hécate. On obtient une excellente concordance du profil de la surface d'érosion sur terre et de la surface en mer du socle pré-Skonun avec le modèle présentant un plan de sous-charriage incliné à 30° et une composante orthogonale de convergence de 10 mm année−1. La flexure créée par le sous-charriage, laquelle est particulièrement bien identifiée dans la région de la Reine-Charlotte, semble être une caractéristique qui se retrouve dans la majorité des zones de subduction.Les résultats de la réflectance de la vitrinite, les données sur le flux thermique actuel obtenues dans les puits et les calculs basés sur le modèle thermique indiquent que le flux thermique dans le bassin de la Reine-Charlotte était autrefois beaucoup plus élevé que celui observé actuellement, particulièrement dans le détroit de la Reine-Charlotte. Le modèle proposé invoque un flux thermique élevé engendré par la formation du fossé à une période antérieure à 17 Ma, et ensuite s'est manifesté un refroidissement induit par le sous-charriage de la lithosphère océanique. [Traduit par le journal]