Abstract
In 1990, Lithoprobe acquired 240 km of seismic-reflection data across parts of the Central Gneiss Belt (CGB) and the Central Metasedimentary Belt (CMB) within the western Grenville Province of southern Ontario. Interpretation of these data in conjunction with geological constraints provided by bedrock mapping supports a model of northwest-directed thrusting and crustal shortening for the Grenville Orogen. Within the CGB, the Parry Sound shear zone is imaged as a 3 km wide zone of reflections dipping southeastward at 20–25° and soling at depths < 7 km in the north and < 3 km in the south beneath Parry Sound domain. Parry Sound domain and the immediately adjacent domains are underlain by a gently southeast-dipping reflective zone at 4.5–12.0 km depth interpreted as a detachment surface, likely associated with the central Britt shear zone. This zone may have accommodated northwesterly transport of Parry Sound, southern Britt, and northwestern Rosseau domains over Britt domain during Grenvillian thrusting.Within the CMB, the seismic data indicate that crustal shortening and imbrication have not been confined to domain and terrane boundaries, as presently defined. A 6 km wide band of reflections dips south at ~20° from the surface within Bancroft terrane, soling into a mid-crustal décollement beneath Elzevir terrane. Beneath and to the north of this planar reflective zone is a complex pattern of strong, south-dipping (10–40°) reflections that extends from the near surface to the lower crust above a less reflective wedge-shaped zone. The zone of complex reflectivity projects updip to the CMB boundary zone and into the CGB; together with the linear band of reflections affiliated with Bancroft terrane, they form the tectonized boundary between the CGB and the CMB. To the south of the linear reflective zone, prominent reflective packages are restricted to the middle and upper crust. The generally nonreflective uppermost crust beneath Elzevir terrane is underlain by a series of gently southeast-dipping, antiformal reflections that appear to sole into the mid-crustal décollement beneath Mazinaw terrane. These observations suggest that the collision between the CMB and the CGB resulted in a sequence of relatively thin (15–20 km thick) allochthonous terranes within the CMB being transported along a regional décollement and thrust northwestward over footwall rocks of the CGB along a penetratively deformed tectonic zone, while a lower crustal wedge may have delaminated the CMB lower crust. Crustal thickness where defined by the seismic data is 42.0–43.5 km in both the CGB and the CMB.
En 1990, une campagne de Lithoprobe a permis d'acquérir les données de sismique réflexion, sur une ligne d'une longueur de 240 km, au travers la Zone de gneiss centrale (ZGC) et la Zone métasédimentaire centrale (ZMC), dans la partie occidentale de la province de Grenville, du sud de l'Ontario. L'interprétation de ces données, jointe aux enseignements géologiques fournis par la cartographie des lithologies du substratum, supporte le modèle invoquant un charriage de direction nord-ouest et un raccourcissement crustal durant l'orogène du Grenville. Dans la ZGC, la structure de cisaillement de Parry Sound est représentée dans l'imagerie sismique par une zone de réflexions de 3 km de large, inclinée vers le sud-est à 20–25°, et qui devient horizontale aux profondeurs de < 7 km dans la partie nord et de < 3 km dans la partie sud sous le domaine de Parry Sound. Le domaine de Parry Sound et les domaines immédiatement adjacents recouvrent une zone de réflexions modérément inclinée vers le sud-est, localisée à une profondeur de 4,5 à 12,0 km, interprétée comme une surface de détachement possiblement associée à la zone de cisaillement centrale de Britt. Cette zone a pu favoriser une certaine adaptation du transport vers le nord-ouest des domaines de Parry Sound, des secteurs sud de Britt et nord-ouest de Rosseau par-dessus le domaine de Britt durant l'évènement de charriage grenvillien.Dans la ZMC, les données sismiques indiquent que le raccourcissement crustal et l'imbrication n'étaient pas confiné aux frontières des domaines et des terranes, tel qu'il apparaît présentement. Une bande de réflexions de 6 km de large, inclinée vers le sud à ~20°, partant de la surface dans le terrane de Bancroft et qui en profondeur sous le terrane d'Elzevir se confond avec le décollement crustal. En dessous et au nord de cette zone planaire de réflexions, apparaît une structure complexe de réflexions intenses, inclinées vers le sud (10–40°), qui s'étend de la subsurface jusqu'à la croûte inférieure au-dessus d'une zone en forme de coin moins réfléchissante. La zone de réflectivité complexe s'étend en amont du pendage jusqu'à la frontière de ZMC et dans la ZGC; regroupée avec la bande linéaire de réflexions affiliées au terrane de Bancroft, elles incluent la frontière tectonisée entre la ZGC et la ZMC. Au sud de la zone linéaire de réflexions, les paquets de réflexions dominants n'apparaissent que dans la croûte médiane et supérieure. Le sommet de la croûte sous le terrane d'Elzevir, généralement nonréflecteur, recouvre une série de réflexions antiformes modérément inclinées vers le sud-est, et sous le terrane de Mazinaw elles se confondent avec le décollement dans la croûte médiane. Ces observations suggèrent que la collision entre la ZMC et la ZGC a produit une séquence de terranes allochtones relativement minces (15–20 km) dans la ZMC, lesquels furent transportés vers le nord-ouest le long du décollement régional et du charriage, au-dessus des roches de la lèvre inférieure de la ZGC le long d'une zone tectonique profondément déformée, alors qu'un coin crustal à plus grande profondeur délaminait possiblement la croûte inférieure de la ZMC. L'épaisseur de la croûte, où elle a été définie par les données sismiques, est de 42,0–43,5 km pour l'une et l'autre de ces deux zones du Grenville. [Traduit par la rédaction]