Abstract
Structural and lithologic data indicate that, while deposited under actively moving ice, considerable portions of three muddy calcareous subglacial tills in the Great Lakes region probably experienced some component of ductile deformation. Viscous till flow and ductile shear are invoked to explain a combination of features such as recumbent isoclinal folds, unlithified sediment clasts, mixed ostracode shells, reversed stone lee ends, girdle and transverse fabrics, irregular stone pavements, fine striae following stone curves, and inconsistent stone striae and a-axes. Deforming, fine-textured subglacial till is considered as a subhorizontal shear zone, rheologically layered with associated structures (in descending order): ductile (e.g., isoclinal folds), brittle–ductile (e.g., fissility), and brittle (e.g., till wedges). Rheology would be controlled mainly by till pore water content, matrix texture, and stone content. Spatial and temporal superposition of rheologies and subglacial processes probably occurred while some fine tills were forming. Fine deformation till may be especially common around areas of the Great Lakes region where proglacial mud and weak bedrock were remoulded as ice travelled along major basins and troughs. In such areas, under a wet-based glacier, resulting till would have been too weak to sustain a large shear stress or inhibit rapid ice flow over it. Instead, in these places, the till was probably water saturated, accounting for most of the glacial flow, and protected the substrate from extensive deformation while effectively acting as a lubricant to overriding ice. Areas of fine deformation till probably represent areas of former low subglacial fluid conductivity and rapid glacial flow. In other areas, subglacial sheet flow of meltwater may have accelerated glacial flow. These two types of areas may have been connected at times under zones of ice streaming and (or) surging.
Les données structurales et lithologiques révèlent que, durant la période de dépôt, en présence de glace activement mouvante, des quantités considérables de tills argileux calcaires dans la région des Grands Lacs ont probablement été déformées ductilement. Un écoulement visqueux des tills et un cisaillement ductile peuvent expliquer une série de particularités incluant : les plis isoclinaux couchés, les fragments de sédiment non lithifié, le mélange de coquilles d'ostracodes, l'inversion des dépôts de pierres des pôles abrités du courant, les fabriques transverses et zonales, les dallages de pierres irréguliers, les stries fines qui suivent les trajets recourbés des pierres et les directions désordonnées des stries et axes-a. La déformation de ce till à grain fin sous-glaciaire est interprétée comme la résultante d'une zone de cisaillement subhorizontale; le till est rhéologiquement stratifié et les structures associées sont de type (ordre décroissant) : ductile (ex., plus isoclinaux), fragile–ductile (ex., fissilité) et fragile (ex., coins de till). La quantité d'eau de porosité du till, la texture de la matrice et l'abondance des pierres sont les principaux facteurs qui influencent le comportement rhéologique des tills. La surimposition temporelle et spatiale des processus rhéologiques et sous-glaciaires est probablement contemporaine du dépôt de till à grain fin. La déformation du till à grain fin a pu se produire fréquemment, sur tout dans les territoires voisins de la région des Grands Lacs, où les boues proglaciaires et un substratum faible furent dérangés par le passage des glaces le long des principaux bassins et fosses. Dans ces régions, sous un glacier dont la base est saturée d'eau, le till formé ne pouvait résister à une intense contrainte de cisaillement, ou ne pouvait freiner l'avancée rapide du glacier à la surface. Au contraire, à ces endroits, le till qui était probablement saturée en eau, contrôlait en majeure partie l'écoulement glaciaire, et protégeait le substratum contre une déformation extensive, il agissait comme un lubrifiant à la base de la glace chevauchante. Les régions de till à grain fin déformé représentent probablement des régions caractérisées anciennement par une faible conductivité des fluides sous-glaciaires associée à un écoulement glaciaire rapide. Dans d'autres régions, l'écoulement en nappe sous-glaciaire des eaux de fonte aurait pu contribuer à accélérer l'écoulement glaciaire. Ces deux types de régions furent probablement raccordées durant certains périodes, sous des zones de langues glaciaires ou de crues glaciaires. [Traduit par la rédaction]