The Appalachian Basin is interpreted to be a multistage foreland basin developed by lithospheric downwarp under the loads of successive Taconic, Acadian, and Alleghanian overthrusts in the adjacent Appalachian Mountains. By quantifying this model we show how the stratigraphic record of the foreland basin can be used to constrain the timing, areal distribution, and thickness of the orogenic overthrusts. The cumulative present-day thickness of these allochthonous units is suggested to range from 4 to 18 km with the greatest thickness in the vicinity of Pennsylvania and Virginia. These model load thicknesses compare favourably with those implied by the COCORP seismic profile across the southern Appalachians and Atlantic Coastal Plain. We further suggest that, for reasons of isostatic balance, these thick overthrusts are likely to rest on the old Cambro-Ordovician continental margin, a conclusion also in keeping with, but independent of, COCORP results. The distribution of model loads is qualitatively correlative with observed patterns of regional Bouguer gravity anomalies but we have not as yet attempted quantitative gravity calculations.Flexural interactions between the Appalachian Basin and the contemporaneous intracratonic Michigan and Illinois basins produced the interbasinal Kankakee, Findlay–Algonquin, and Cincinnati arches as well as the Jessamine and Nashville domes. These arches and domes existed in fluctuating submergent and emergent conditions, alternately yoking together and decoupling the foreland basin and one or both of the intracratonic basins. The location and magnitude of Appalachian overthrusting and the lithosphere's rheological behaviour are the primary controls on arch development. The most satisfactory stratigraphic results are achieved using a lithospheric model with a temperature-dependent Maxwell viscoelastic rheology. In such a lithosphere the lower regions relax load-induced stress on time scales of 1–200 Ma but the upper regions are too viscous to flow on time scales less than the age of the Earth.We propose no explanation for the initiation of subsidence in the intracratonic Michigan and Illinois basins. Nevertheless, we show that the sediment record of these basins is likely to have been substantially modified by the influence of Appalachian overthrusts. This influence should be removed before attempting to interpret the sedimentary record of the intracratonic basins in terms of a basin-initiating mechanism.Viscoelastic relaxation is shown to provide a natural explanation for the unconformities that bound Sloss' sedimentary sequences in those parts of the basins well removed from the overthrusts. The onset and termination of erosion that created the unconformities correlate with the termination and initiation, respectively, of overthrust episodes. Sloss' sequences are seen as marking intervals of major orogenic overthrusting in the Appalachians. Insofar as the periods of thrusting are a consequence of worldwide plate tectonic reorganization, the stratigraphic sequences may have worldwide synchroneity but they are shown to have a more immediate local tectonic origin.

Le bassin des Appalaches est considéré comme un bassin frontal multi-étagé formé par l'affaissement lithosphérique produit par l'accumulation successive des nappes de charriage taconiques, acadiennes et alléghaniennes dans les montagnes appalachiennes adjacentes. Notre modèle quantifié montre comment le registre stratigraphique du bassin frontal peut être utilisé pour définir la chronologie, l'aire de distribution et l'épaisseur des nappes de charriage orogéniques. L'épaisseur cumulative jusqu'à présent de ces unités allochtones peut varier de 4 à 18 km et l'épaisseur maximale apparaît aux environs de la Pennsylvanie et de la Virginie. Ces épaisseurs de la charge dans le modèle se comparent favorablement avec celles déduites du profile sismique COCORP au travers les Appalaches du Sud et la plaine côtière de l'Atlantique. Nous proposons en plus, pour des raisons d'équilibre isostatique, que ces puissantes nappes de charriage reposent vraisemblablement sur l'ancienne marge continentale cambro-ordovicienne, une conclusion qui concorde avec, mais qui découle indépendamment des résultats de COCORP. La distribution des charges est correlée qualitativement avec les motifs des anomalies gravimétriques régionales de Bouguer mais les calculs de la gravité quantitative restent à faire.Les flexures causées par l'interaction du bassin appalachien et des bassins intracratoniques contemporains du Michigan et de l'Illinois ont engendré entre les bassins les arcs de Kankakee, Findlay–Algonquin et Cincinnati et également les dômes de Jessamine et de Nashville. Ces arcs et ces dômes furent périodiquement submergés et émergés, le bassin frontal et un ou les deux bassins intracratoniques s'unissaient et se découplaient. La localisation et l'ampleur du chevauchement appalachien et le comportement rhéologique de la lithosphère constituent les contrôles qui déterminent la formation des arcs. Les résultats stratigraphiques les plus adéquats proviennent d'un modèle lithosphérique où les conditions rhéologiques de la viscoélasticité de Maxwell dépendent de la température. Dans une telle lithosphère il se produit dans les zones inférieures un relâchement des contraintes sur des échelles de temps de 1–200 Ma, mais les zones supérieures sont trop visqueuses pour permettre un écoulement sur des échelles de temps qui seraient plus courtes que l'âge de la terre.L'avènement de la subsidence des bassins intracratoniques du Michigan et de l'Illinois demeurent inexpliqué. Néanmoins, il apparaît dans le registre sédimentaire que ces bassins furent considérablement modifiés par les effets des nappes de charriage appalachiennes. Il faut dégager le registre sédimentaire de ces effets avant d'envisager l'interprétation des sédiments des bassins intracratoniques afin d'isoler le mécanisme qui a engendré le bassin.Nous démontrons que le relâchement viscoélastique fournit une explication naturelle des discordances qui délimitent les séquences sédimentaires de Sloss dans les secteurs de bassins éloignés des nappes de charriage. L'action de l'érosion et sa cessation qui engendrèrent les discordances sont en relation avec la fin et le début respectivement des épisodes de charriage. Les séquences de Sloss sont considérées comme des intervalles marqueurs du charriage orogénique majeur dans les Appalaches. Dans la mesure où les périodes de charriage sont une conséquence d'une réorganisation de la tectonique des plaques globale, les séquences stratigraphiques peuvent présenter une synchronisation globale, mais elles nous semblent avoir plutôt une origine qui dépend d'une tectonique locale plus immédiate. [Traduit par le journal]