A one-to-fifty metre thick mixed carbonate-clastic interval in the subsurface of central and southern Alberta was investigated to determine the stratigraphic framework of Devonian-Carboniferous strata of the Alberta cratonic platform of western Canada. The platform experienced widely fluctuating subsidence rates superimposed on slowly varying eustatic sea-level, and paleoceanographic changes which altered depositional environments and caused large variability of strata.

Intertidal evaporites of the Upper Famennian Stettler Formation are separated from the overlying open marine bioclastic packstones of the Big Valley Formation by a long-ranging hiatus. The hiatus, manifest as a reworked phosphatized hardground, is interpreted as a type 2 sequence boundary. The overlying Big Valley carbonates are part of a shelf margin wedge systems tract which onlapped paleobathymetric highs in Alberta and Saskatchewan during an Upper Devonian relative sea-level rise. The deepening-upward succession of Big Valley carbonates above the sequence boundary reflects an interval of rapid increase in accommodation space. Mudstone, glauconite, phosphate content increase upward and omission surfaces become more frequent toward the Big Valley-Exshaw contact. Big Valley carbonates pass into the overlying organic-rich, laminated distal shelf mudrocks of the Exshaw Formation which form a transgressive systems tract. Transition from Big Valley carbonates to Exshaw black mudrocks was the result of changing paleoceanographic circulation, leading to eutrophication of surface waters and reduced carbonate accumulation rates culminating with demise of the carbonate ramp. A phosphatic, pyritiferous lithic arkose, representing a hiatus event between the two formations, is interpreted as a condensed deposit formed by dissolution of the carbonate ramp during its final accumulating phase. The organic-rich mudrocks are abruptly to gradationally overlain by bioturbated shelf siltstones and cross-stratified nearshore marine sandstones of the upper Exshaw Formation. These deposits record an abrupt relative sea-level fall and are interpreted as a lowstand systems tract. The lack of evidence for development of a highstand systems tract in the Exshaw mudrocks suggests that any relative sea-level drop prior to development of the sequence boundary could not match rates of subsidence. The base of the bioturbated siltstones in Alberta is the conformable correlative to a type 1 sequence boundary that is well expressed in the Williston Basin to the east. The distal position of the sequence boundary in southern and western Alberta is reflected by minimal submarine erosion and the development of a conformable contact. The stratigraphic nature of this lowstand shoreface varied from an initial regressive to an aggradational phase. As subsidence rates gradually outpaced sedimentation rate and relative sea-level fall, the shoreface finally became retrogradational and formed a transgressive systems tract. The transgressive systems tract was overlain by black mudrocks of the Banff Formation, forming the base of a prograding carbonate succession, interpreted as part of a high-stand systems tract.

Un intervalle de 1 à 50 m d’épaisseur de carbonates-clastiques dans la subsurface du Centre et du Sud de l’Alberta a été analysé pour déterminer le cadre stratigraphique des strates du Dévonien-Carbonifère de la plate-forme cratonique de l’Ouest du Canada. Cette plate-forme a éprouvé l’effet de taux de subsidence fluctuants, superposés à des variations lentes du niveau eustatique marin, et des changements paléo-océanographiques qui ont altéré les environnements de dépôt et causé une grande variabilité des strates.

Les évaporites intertidales du Fammenien supérieur de la Formation de Stettler sont séparées des packstones bioclastiques de mer ouverte sus-jacents de la Formation de Big Valley par un hiatus de grande portée. Ce hiatus se mani-feste par un sol induré phosphatisé, qui est interprété comme une limite de séquence de type 2. Les carbonates sus-jacents de Big Valley font partie d’une cohorte de dépôts en biseau de marge de plate-forme qui ont transgressé sur des culminations paléo-bathymétrique en Alberta et en Saskatchewan durant une élévation du niveau marin relatif au Dévonien supérieur. La succession, des carbonates de Big Valley, déposée en profondeur croissante vers le haut, située au-dessus d’une limite de séquence, reflète un intervalle d’accroissement rapide de l’espace d’accommodation. Le contenu en mudstone, glauconite et ciment de phosphate s’accroît vers le haut et les surfaces d’omission deviennent plus fréquentes vers le contact de Big Valley-Exshaw. Les carbonates de Big Valley passent aux mudrocks laminés de plate-forme distale, riches en matière organique de la Formation de Exshaw, qui forment une cohorte de dépôts transgressifs. La transition entre les carbonates de Big Valley et les mudrocks noirs de Exshaw a été le résultat de changements dans la circulation paléo-océanographique, qui a mené à l’eutrophisation des eaux de surface et la réduction des taux d’accumulation des carbonates qui a culminé avec la fin de la rampe de carbonates. Une arkose lithique pyriteuse et phos-phatique, représentant l’événement hiatus entre les deux formations, est interprétée comme un dépôt condensé formé par la dissolution de la rampe de carbonates durant sa phase finale d’accumulation. Ces mudrocks riches en matière organique sont recouvert abruptement ou en contact gradationnel avec des siltstones bioturbés de plate-forme et des grès marins de bord de rivage à stratifications obliques de la partie supérieure de la Formation de Exshaw. Ces dépôts enregistrent un abaissement rapide du niveau marin relatif et ont été interprétés comme une cohorte de dépôts de bas niveau marin. Le manque d’évidence indiquant le développement d’une cohorte de dépôts de haut niveau marin dans les mudrocks de Exshaw, suggère que tout abaissement du niveau marin relatif, avant le développement d’une limite de séquence, ne pourrait équivaloir aux taux de subsidence. La base des siltstones bioturbés en Alberta est en conformité et se corrèle avec la limite de séquence de type 1 qui est bien exprimée dans le bassin de Williston à l’est. La position distale de la limite de séquence dans le Sud et l’Ouest de l’Alberta est reflétée par une érosion sous-marine minimale et le développement d’un contact conforme. La nature stratigraphique de ce rivage de bas niveau marin est passée d’une phase régressive initiale à une phase d’aggradation. Quand les taux de subsidence ont graduellement dépassé le taux de sédimentation et d’abaissement du niveau marin, le rivage est passé à un mode rétrogradationnel et une cohorte de dépôts transgressifs s’est formée. Cette cohorte de dépôts transgressifs a été recouverte par les mudrocks noirs de la Formation de Banff, formant la base d’une succession progradante de carbonates, interprétée comme faisant partie d’une cohorte de dépôts de haut niveau marin.

Traduit par Lynn Gagnon.

This content is PDF only. Please click on the PDF icon to access.

First Page Preview

First page PDF preview
You do not have access to this content, please speak to your institutional administrator if you feel you should have access.