ABSTRACT
The Bearpaw Formation consists of marine shale, siltstone and minor sandstone, and represents the final widespread marine unit in the Western Canada Foreland Basin. It is of late Campanian-early Maastrichtian age and forms the core of a second-order transgressive-regressive (T-R) sequence. The area of study covers the southern parts of Alberta and Saskatchewan. Within the Bearpaw Formation, up to 11 third-order T-R sequences have been delineated. These T-R sequences are bounded by subaerial unconformities and/or conformable transgressive surfaces. The recognition of a maximum flooding surface allows each sequence to be subdivided into a transgressive systems tract (TST) and a regressive systems tract (RST).
Two distinct types of third-order T-R sequences were recognized in the Bearpaw Formation and each is found in a geographically restricted area. Type A sequences are characterized by a thin TST and thick RST, and they occur in the southwestern part of the study area, proximal to the orogenic belt. Type B sequences are characterized by a thick TST and a thin RST and occur to the northeast in a distal sector. The line of demarcation between the proximal and distal sectors is termed a hinge line.
Correlative bentonite beds and biostratigraphic data indicate that the conformable transgressive surfaces of the proximal sequences correlate with the maximum flooding surfaces of the distal sequences and vice-versa. This reciprocal architecture for the sequences is best explained by a tectonic control on the foreland basin stratigraphy through the flexural compensation of the lithosphere in response to successive cycles of orogenic loading and quiescence.
During tectonic loading the proximal area would experience increased subsidence and transgression (TST), whereas the distal area would undergo reduced subsidence and uplift (RST). During the following quiescence stage the proximal region would subside less and in part be uplifted (RST). At this time the distal area would experience increased subsidence and decreased sediment influx (TST).
The hinge line migrated a short distance closer to the orogen and slightly northward during Bearpaw deposition. This is consistent with the tectonic regime of dextral transgression in the Canadian Cordillera during the latest Cretaceous.
The third-order sequences of the Bearpaw Formation provide solid evidence for the dominance of tectonic control for sequence boundary generation and indicate that the flexural tectonic model for foreland basins is valid.
RÉSUMÉ
La formation Bearspaw est composée de schistes argileux, de microgrès et de petites quantités de grès, tous marins, et représente la dernière incursion marine très répandue dans le bassin d’avant-pays de l’Ouest canadien. Elle est d’âge Campanien-Maastrichtien inférieur et forme le noyau d’une séquence transgressive-régressive (T-R) de second ordre. La région étudiée couvre les parties sud de l’Alberta et de la Saskatchewan. Au sein de la formation Bearspaw, jusqu’à onze séquences T-R de troisième ordre ont été identifiées. Ces séquences T-R sont limitées par des discordances subaériennes et/ou par des surfaces de trangression concordantes. La reconnaissance d’une surface de trangression maximale permet de subdiviser chaque séquence en une série transgressive ("transgressive systems tract") et une série régressive (“regressive systems tract”).
Deux types distincts de séquences T-R de troisième ordre ont été identifiées dans la formation Bearspaw et chacune se trouve dans une aire géographique restreinte. Les séquences de type A sont caractérisées par une mince série transgressive et une épaisse série régressive, et elles se trouvent dans la partie sud-ouest de la région étudiée, à proximité de la ceinture orogénique. Les séquences de type B sont caractérisées par une épaisse série transgressive et une mince série régressive, et elles se trouvent dans la partie nord-est de la région étudiée, dans un secteur distal. La ligne de démarcation entre le secteur proximal et le distal est appelée ligne d’articulation.
Des couches de bentonite et des données biostratigraphiques, qui servent à la corrélation, indiquent que les surfaces de transgression concordantes des séquences proximales sont concordantes avec les surfaces d’inondation maximale des séquences distales et vice-versa. La meilleure explication pour cette architecture réciproque dans ces séquences est le contrôle tectonique sur la stratigraphie du bassin d’avant-pays à travers la compensation par flexure de la lithosphère en réponse à des cycles successifs de chargement et de repos tectonique.
Durant la période de chargement tectonique, la région proximale serait soumise à une subsidence accrue et à la transgression (série transgressive), tandis que la région distale serait soumise à une subsidence réduite et au soulévement (série régressive). Durant l’étape de repos suivante la région proximale s’effondrerait moins et serait en partie soulevée (série régressive). À ce moment là, la région distale serait soumise à une subsidence accrue et un afflux de sédiments réduit (série transgressive).
La ligne d’articulation se déplaça un peu vers l’orogène et légèrement vers le nord durant la sédimentation de la formation Bearspaw. Ceci est en accord avec le régime tectonique de transposition dextre dans la Cordillère canadienne durant le Crétacé le plus tardif.
Les séquences de troisième ordre de la formation Bearspaw fournissent une preuve solide de la domination du contrôle tectonique sur la production de limites de séquences et indiquent que le modèle de tectonique par flexure est valable pour les bassins d’avant-pays.
Traduit par Marc Charest.
