ABSTRACT

The Lithoprobe Southern Alberta Lithospheric Transect (SALT 1995) data offer an excellent opportunity to study the structural styles of the Western Canada Sedimentary Basin (WCSB) as it extends from the triangle zone in the Foothills to the Plains of southeastern Alberta. The SALT data in southernmost Alberta contain five significant Late Cretaceous extensional faults, which are spaced regularly (~11 to 15 km apart), and occur as far as 140 km to the east of the triangle zone in a westerly downflexed basin. Two distinct fault geometries are imaged by the seismic reflection data: (1) a break in near-basement through Devonian reflectors and folding of overlying reflectors (up into the Upper Cretaceous strata) with no apparent evidence for thickness change across the extensional faults; and (2) a break in near-basement up into lowermost Upper Cretaceous reflectors (Base of Fish Scales), folding of Upper Cretaceous reflectors (up into Milk River Group strata), and horizontal undeformed uppermost Upper Cretaceous reflectors (Belly River Group strata and younger). These geometries are interpreted to be the product of extensional forced folding developed above master extensional faults, cutting Lower Paleozoic strata (Cambrian and Devonian) with distributed strain in overlying strata (Mississippian, Jurassic and Cretaceous). Horizontal undeformed uppermost Upper Cretaceous (Belly River Group and younger) strata constrain the age of these faults to pre-Belly River (Campanian) age. The mechanism for Late Cretaceous extensional faulting in the WCSB of southern Alberta is interpreted to be the flexural subsidence of the foreland plate, generated by thrust loading along the continental margin of western North America during Laramide Orogeny. The westernmost fault on the SALT data, located about 52 km east of the triangle zone may have inverted shortly after its down-to-the-west extensional development (at present a compressional fault dipping to the west), as the compressional Laramide stresses produced far field effects. The regional strike of the extensional faults appears to be northwest-southeast, which agrees with basement fabric trends inferred from magnetic signature of the Archean Medicine Hat Block. This alignment suggests that basement structure may have influenced the positioning of Late Cretaceous extensional faults within the WCSB in southern Alberta.

RÉSUMÉ

Les données du transect lithosphérique Lithoprobe du sud de l’Alberta (SALT 1995) offrent une excellente opportunité pour étudier les styles structuraux du bassin sédimentaire de l’ouest du Canada (BSOC), qui s’étend à partir de la zone triangulaire des Foothills jusqu’aux plaines du sud-est de l’Alberta. Les données SALT de l’extrême sud de l’Alberta contiennent cinq failles d’extension significatives du Crétacé supérieur, qui sont espacées régulièrement (entre 11 et 15 km d’écart), et se présentent aussi loin qu’à 140 km à l’est de la zone triangulaire dans un bassin en flexure vers le bas et l’ouest. Deux géométries de faille sont imagées par les données de réflexion sismique: (1) une cassure dans les réflecteurs allant de la proximité du socle jusqu’au Dévonien et le plissement de réflecteurs sus-jacents (jusque dans les strates du Crétacé supérieur) sans évidence apparente d’un changement d’épaisseur de part et d’autre des failles d’extension; et (2) une cassure dans les réflecteurs à proximité du socle jusqu’ aux plus bas du Crétacé supérieur (base du Fish Scales), le plissement des réflecteurs du Crétacé supérieur (jusque dans les strates du Groupe de Milk River), et les réflecteurs horizontaux non-déformés les plus hauts du Crétacé supérieur (strates du Groupe de Belly River et plus jeunes). Ces géométries sont interprétées comme étant le produit du plissement forcé par l’extension qui s’est développé au-dessus des faille maîtresses d’extension, coupant à travers les strates du Paléozoïque inférieur (Cambrien et Dévonien) avec une distribution de la déformation dans les strates sus-jacentes (Mississippien, Jurassique et Crétacé).

Les strates horizontales non-déformées de la partie la plus haute du Crétacé supérieur (Groupe de Belly River et plus jeune) contraignent l’âge de ces failles comme antérieur au Belly River (Campanien). Le mécanisme pour l’extension par faille au Crétacé supérieur dans le BSOC du sud de l’Alberta est interprété comme étant la subsidence flexurale de la plaque d’avant-pays, générée par la mise en charge par les chevauchements le long de la marge continentale de l’ouest de l’Amérique du Nord durant l’orogénie des Laramides. La faille la plus à l’ouest sur les données SALT, localisée approximativement 52 km à l’est de la zone triangulaire, peut s’être inversée peu après son développement sous la forme d’une faille d’extension avec rejet normal vers l’ouest (étant présentement une faille de compression pentée vers l’ouest), alors que les contraintes de compression des Laramides produisit des effets de champ lointain. L’orientation régionale des failles d’extension apparaît être nord-ouest-sud-est, ce qui est en accord avec les orientations de la fabrique du socle dérivées de la signature magnétique du bloc de Medicine Hat de l’Archéen. Cet alignement suggère que la structure du socle a pu influencer le positionnement des failles d’extension du Crétacé supérieur à l’intérieur du BSOC du sud de l’Alberta.

Traduit par Lynn Gagnon

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