Abstract
The Upper Albian to Lower Cenomanian Hasler and Cruiser shales and intervening Goodrich Sandstone are up to about 800 m thick and constitute most of the upper Fort St. John Group in the foredeep of NE British Columbia. These rocks exhibit pronounced lateral changes in lithology and thickness from west to east, making their lithostratigraphic boundaries highly diachronous. An allostratigraphic approach to correlation, based primarily on discontinuity surfaces represented in wireline well logs, allows subdivision of these broad lithostratigraphic units, and permits correlation of genetic stratal packages across facies transitions, and from subsurface to outcrop. Upper Fort St. John strata spanning the foredeep in British Columbia are shown to be correlative with Viking allomember VD, and with the overlying Westgate and Fish Scales alloformations, previously defined in Alberta on the basis of outcrop, core and wireline log data. Bounding surfaces have also been correlated northward to connect with successions described from the Sikanni and Liard river areas of British Columbia.
In the British Columbia study area, pyritic, largely unbioturbated mudstone of allomember VD thickens from 20 to 200 m, indicating syn-depositional flexural subsidence, greatest in the north-western part of the study area. The Westgate alloformation is also dominated by weakly bioturbated mudstone, but includes more common, thin, fine-grained sandstone beds, many with wave- and combined-flow ripples, organized in parasequences up to approximately 20 m thick. Westgate allomembers WA through WD take on a progressively more tabular geometry upward, reflecting diminishing flexural subsidence with time. Allomember WD includes shoreface/delta front sandstones (‘Goodrich Formation’) that extend eastward from the Foothills outcrop for up to 70 km. The Fish Scales alloformation, the base of which is defined by surface FE1, marks an abrupt introduction of sand across a muddy sea floor in response to sea-level fall. The upper boundary of the Fish Scales is the condensed section/downlap surface ‘Fish Scales Upper’ (FSU) beneath the Dunvegan alloformation. The Fish Scales alloformation is a pronounced wedge, thickening westward from approximately 100 to approximately 400 m. It consists mainly of pyritic, unbioturbated mudstone to claystone with a variable content of fish debris, indicative of dysaerobic to anaerobic bottom-water conditions. Ammonites do, however, indicate oxic surface waters. The Fish Scales alloformation comprises allomembers FA and FB, separated by an erosion surface termed the Base Fish Scales Marker (BFSM) which, throughout the Peace River region, has a veneer of chert pebbles that mark a major sea-level lowstand; pebbles were subsequently reworked by marine transgression. A 15 m thick conglomerate-filled channel (or paleovalley?), exposed in Hasler Creek, directly underlies the BFSM surface and is interpreted to be the deposit of a large river that supplied sediment to the lowstand shoreline. In the far west, close to the Foothills, the Fish Scales alloformation becomes sandy and bioturbated, and includes stacked ‘Goodrich’ shoreface sandstone bodies that prograded a few tens of km eastward. Mapped to the SE, allomember FA pinches out close to the Alberta-British Columbia border, whereas allomember FB persists as a thin and highly radioactive phosphatic mudstone, the base of which comprises the merged FE1 and BFSM erosion surfaces.
Despite up to about 800 m of subsidence, sedimentary structures throughout the succession show that the sea floor, which formed a homoclinal ramp, remained above storm wave base, attesting to a very high sedimentation rate and effective offshore dispersal of sediment, primarily by storm-driven combined flows. Bivalves of the genus Posidonioceramus have recently been proposed as a marker for the base of the Cenomanian Stage. These fossils are found in the study area as low as the base of Viking allomember VD, which implies that the Albian-Cenomanian boundary may lie at a level significantly lower than the long-accepted ‘Base of Fish Scales’ erosion surface.
Résumé
Les shales d’Hasler et de Cruiser de l’Albien supérieur au Cénomanien inférieur ainsi que les grès de Goodrich intervenants atteignent jusqu’à 800 m d’épaisseur et constituent la plupart du groupe supérieur de Fort St. John dans l’avant-fosse du Nord-Est de la Colombie-Britannique. Ces roches montrent des changements latéraux prononcés sur les plans de la lithologie et de l’épaisseur d’ouest en est, de sorte que leurs limites lithostratigraphiques sont hautement diachroniques. Basée principalement sur les surfaces de discontinuité représentées dans les diagraphies de puits, une méthode allostratigraphique de corrélation permet de subdiviser ces unités lithostratigraphiques étendues et permet de corréler les ensembles génétiques des strates à travers les faciès transitionnels de la subsurface jusqu’aux affleurements. S’étendant sur l’avant-fosse en Colombie-Britannique, les strates supérieures de Fort St. John montrent qu’elles sont en corrélation avec l’allomembre Viking VD et les alloformations de Westgate et de Fish Scales sus-jacents définis précédemment en Alberta d’après les affleurements, les carottes et les diagraphies de puits. Les surfaces de discontinuité sont également en corrélation vers le nord pour se connecter avec les successions décrites dans la région des rivières Sikanni et Liard de la Colombie-Britannique.
Dans la région étudiée de la Colombie-Britannique, le mudstone pyritique en grande partie non soumis à la bioturbation de l’allomembre VD s’épaissit de 20 m à 200 m, ce qui indique une subsidence flexurale synsédimentaire dont la plus grande ampleur se trouve dans la partie Nord-Ouest de la région. Du mudstone soumis également à une faible bioturbation prédomine dans l’alloformation de Westgate, mais inclut des lits gréseux minces à grains fins plus communs et nombre d’entre eux expose des mouvements de vagues et de clapotis organisés en paraséquences allant jusqu’à 20 m d’épaisseur. Les allomembres de Wesgate de WA à WD évoluent progressivement en une géométrie ascendante plus tabulaire reflétant la diminution de la subsidence flexurale avec le temps. L’allomembre WD inclut un front deltaïque/d’avant-plage de grès (la « Formation Goodrich ») qui s’étend vers l’est à partir de l’affleurement des contreforts jusqu’à 70 kilomètres. L’alloformation de Fish Scales, dont la base est délimitée par la surface FE1, marque une introduction abrupte de sable de part et d’autre d’un fond océanique vaseux en réponse à la chute du niveau marin. La limite supérieure de Fish Scales est l’intervalle condensé et la surface basale de progradation condensée (« Fish Scales supérieure ») ou (FSS) sous l’alloformation de Dunvegan. Composée essentiellement de mudstone allant au claystone pyritique non soumis à la bioturbation avec un contenu variable de débris de poissons, lesquels indiquent des conditions dysaérobiques à anaérobiques d’eau de fond, l’alloformation de Fish Scales est un biseau prononcé s’épaississant sur environ 100 m à 400 m orienté ouest. Les ammonites, elles, indiquent des eaux de surfaces oxiques. L’alloformation de Fish Scales comprend les allomembres FA et FB, séparés par une surface d’érosion qu’on appelle « horizon marqueur de la base de Fish Scales » (HMFS), lequel, dans toute la région de Peace River se caractérise par un placage de galets de chert marquant un bas niveau marin d’importance majeure; la transgression marine a ultérieurement remanié les galets. Exposé à Hasler Creek, un chenal (ou paléovallée?) rempli d’un épais conglomérat de 15 m d’épaisseur repose directement sous la surface de l’HMFS que l’on interprète comme le dépôt d’une grande rivière ayant charrié des sédiments vers la ligne de côte du bas niveau marin. Le plus à l’ouest, près des contreforts, l’alloformation de Fish Scales soumise à la bioturbation devient sablonneuse et elle inclut des corps gréseux d’avant-plage de « Goodrich » empilés en progradation sur quelques dizaines de kilomètres orientés est. Cartographié au sud-est, l’allomembre FA s’amincit en coin tout près de la bordure Alberta-Colombie-Britannique, alors que l’allomembre FB persiste par un mince mudstone phosphatique hautement radioactif, dont la base comprend les surfaces d’érosion convergentes de FE1 et de l’HMFS.
Malgré une subsidence d’environ 800 m, les structures sédimentaires dans toute la succession montrent que le fond océanique, lequel forme une rampe homoclinale, est demeuré au-dessus de la base des vagues de tempêtes, ce qui atteste un taux de sédimentation très élevé ainsi qu’une dispersion extracôtière effective de sédiments, causés principalement par les flux combinés issus de tempêtes. Les bivalves du genre Posidonioceramus ont récemment été proposés comme marqueur pour la base de l’étage Cénomanien. Nous trouvons ces fossiles dans la région étudiée à des endroits aussi bas qu’à la base de l’allomembre de Viking VD, ce qui suppose que la limite Albien-Cénomanien peut se situer à un niveau considérablement plus bas que celui de la surface d’érosion de la « base de Fish Scales » acceptée depuis longtemps.
Michel Ory
