Abstract

The great Late Cenomanian transgression of the Greenhorn Sea is recorded in western Alberta and adjacacent British Columbia by shallow-marine deposits of the lower Kaskapau Formation that blanket underlying deltaic deposits of the Dunvegan Formation. Overlying the basal ‘A-X unit’ of the Kaskapau are the allostratigraphically-defined Doe Creek and Pouce Coupe units, each of which forms a SW-thickening wedge up to about 100 m thick. The Doe Creek and Pouce Coupe units comprise, respectively, 10 and 8 allomembers, each defined by a marine flooding surface. Doe Creek facies are organized in upward-shoaling successions less than about 10 m thick. Shallow-water marginal-marine facies prevail in the west and north, with transgressive mudstones overlain by thin, sharp-based shoreface sandstones that, in places, contain roots and dinosaur tracks. In some instances, marine mudstone grades directly upward into a rooted, muddy paleosol. Mapped regionally, these facies define a broad, shallow, SE-facing embayment approximately 200 x 200 km. Trace and molluscan fossils suggest that salinity was below normal marine level, and benthic fauna were, at times, stressed by high turbidity and sedimentation rate. The central part of the embayment is dominated by offshore mudstone that encloses isolated, sharp-based lenticular bodies of clean sandstone up to 9 m thick. Sandstones are ovoid to elongate in plan view, and commonly extend many tens of km N-S or NE-SW. These sandstones are interpreted as top-truncated lowstand delta and strandplain deposits that became isolated on the outer ramp following marine transgression. The sharp base of most shoreface sandstones implies that deposition took place during relative sea-level fall. All Doe Creek allomembers thicken into the foredeep, with the tectonically-flexed surface inclined to the SW. Palaeogeographic maps show, however, that lowstand shorelines were oriented approximately NE-SW, and that the depositional surface sloped to the SE. This geometric relationship implies that, despite tectonic subsidence increasing to the SW, the rate of sediment supply and efficiency of redistribution were able to maintain a wave-graded surface sloping to the SE. Because shorelines migrated across, rather than up and down tectonic dip, allomembers are interpreted to have been controlled primarily by high-rate, high-frequency eustatic cycles, rather than by tectonic movements. The Pouce Coupe unit represents a complete reversal of basin paleogeography relative to the Doe Creek. Pouce Coupe shoreface sandstones are stacked in a linear belt just west of 120°W and grade westward into offshore muddy facies that thicken to the WSW. The entire unit is truncated eastward by the K1 unconformity and is absent over most of Alberta. It is postulated that the Proterozoic Kiskatinaw domain acted as a crustal weak zone, forming a hinge that defined the eastern margin of the Pouce Coupe flexural depocentre.

Résumé

La grande transgression du Cénomanien tardif de la mer de Greenhorn est exposée dans la roche de l’Alberta occidentale et dans la partie adjacente de la Colombie-Britannique par les dépôts d’origine marine de faible profondeur de la Formation de Kaskapau inférieure recouvrant les dépôts deltaïques sous-jacents de la Formation de Dunvegan. Recouvrant l’unité basale « A-X » de Kaskapau, les unités de Doe Creek et de Pouce Coupe, lesquelles sont établies sur le plan allostratigraphique, forment chacune un prisme s’épaississant jusqu’à environ 100 mètres d’épaisseur vers le sud-ouest. Caractérisées par des surfaces d’inondation marine, les unités de Doe Creek et de Pouce Coupe comprennent 10 et 8 allomembres, respectivement. Les faciès de Doe Creek sont organisés sous forme de successions de hauts-fonds montants d’une épaisseur de plus de 10 m environ. Les faciès peu profonds margino-marins prévalent à l’ouest et au nord avec du mudstone transgressif recouvert de grès mince et acéré originaire d’avant-plage contenant racines et empreintes de dinosauriens. En certains cas, le mudstone marin évolue graduellement vers le haut dans un paléosol de racines et de boue. Cartographiés sur le plan régional, ces faciès exposent une large échancrure peu profonde orientée sud-est d’environ 200 km sur 200 km. Ichnofossiles et mollusques fossilisés nous portent à croire que la salinité était inférieure au niveau marin normal et que la faune benthique était parfois affectée par une turbidité élevée et un taux de sédimentation élevés. Prédominant dans la partie centrale de l’échancrure, le mudstone extracôtier englobe des corps lenticulaires isolés et acérés de grès propre atteignant jusqu’à 9 mètres d’épaisseur. Vus en plan, les grès ovoïdes s’allongent couramment par dizaines de kilomètres selon l’orientation nord-sud ou nord-est-sud-ouest. Selon l’interprétation, ces grès représentent des hauteurs tronquées de deltas de bas niveau et des dépôts d’accumulation littorale devenus isolés sur la rampe externe suivant la transgression marine. La base acérée de la plus grande partie des grès d’avant-plage suppose que le dépôt des sédiments s’est déroulé durant une chute relative du niveau marin. Tous les allomembres de Doe Creek s’épaississent dans l’avant-fosse avec la surface fléchie vers le sud-ouest par la tectonique. Cependant, les cartes paléogéographiques montrent que les littoraux de bas niveau étaient orientés approximativement vers le nord-est-sud-ouest et que la surface dépositionnelle inclinait vers le sud-est. Cette relation géométrique veut dire que malgré l’augmentation de la subsidence tectonique au sud-ouest, le taux de sédimentation et l’efficience de la redistribution ont pu maintenir une surface ondulée et inclinée d’orientation sud-est. Puisque les lignes de côte ont migré en travers les angles d’inclinaison tectonique plutôt que de haut en bas de ceux-ci, l’interprétation veut que les allomembres aient été régis principalement par des cycles eustatiques à haute fréquence et à taux élevé, plutôt que par des mouvements tectoniques. L’unité de Pouce Coupe représente un renversement complet du bassin paléogéographique par rapport à Doe Creek. Les grès d’avant-plage de Pouce Coupe sont empilés dans une ceinture linéaire juste à l’ouest du parallèle 120o Ouest et ils évoluent vers l’ouest dans un faciès vaseux extracôtier s’épaississant selon l’orientation ouest-sud-ouest. L’unité entière est tronquée vers l’est par la discordance K1 et elle est absente dans presque tout l’Alberta. On suppose que le domaine Kiskatinaw du Protérozoïque a agit comme zone crustale affaiblie formant une charnière délimitant la marge est du dépôcentre flexuré de Pouce Coupe.

Michel Ory

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