Abstract

The Series 2 and Miaolingian (Lower and Middle) Cambrian succession in the Colville Hills region, Northwest Territories consists (ascending order) of the Mount Clark, Mount Cap and Saline River formations, all of which were deposited in an epicontinental basin, herein named the Colville Basin. The Mount Clark Formation is sandstone-dominated with a shale package near the middle of the unit. The Mount Cap Formation is divided into an informal lower member (shale with dolostone and sandy dolostone beds) and upper member (shale with mixed limestone and dolostone). A high-resolution study of all ten available industry cores used process sedimentology and ichnology to delineate fifteen lithofacies in the Mount Clark and Mount Cap formations: six sandstone dominated; three mudstone dominated; four of heterolithic sandstone and mudstone; and one each of dolostone and glaucony. The facies can be grouped into four facies associations (FAs). FA1 consists of sandstone with well-preserved, wave-formed sedimentary structures, recording deposition in storm-influenced shoreface settings. Bioturbation is minimal to absent, suggesting that wave energy exerted a major stress on burrowing organisms. FA2 consists of sandstone in which bioturbation is extensively developed and trace-fossil diversity is high, including local development of Skolithos “pipe-rock”, but with poor preservation of physical sedimentary structures. Deposition is interpreted to have been in fairweather shoreface settings. FA3 contains varying amounts of mudstone, generally recording deposition in more distal environments. Absence of bioturbation in some successions of FA3 may reflect stresses due to seawater chemistry, possibly low dissolved oxygen contents. FA4 encompasses bioturbated, locally sandy carbonates deposited in relatively shallow water. Three transgressive-regressive (T-R) sequences in the Mount Clark and lower Mount Cap Formation can be traced over an area of approximately 300,000 km2. The base of the Cambrian is a regional unconformity and sequence boundary. T-R Sequence 1 is entirely within the Mount Clark Formation. Based on archival trilobite collections, it is of Bonnia-Olenellus Zone age or older, but unlikely to be older than early Cambrian. T-R Sequence 2 spans the Mount Clark–Mount Cap Formation contact and has Bonnia-Olenellus Zone trilobites in its uppermost part, though its base may be older. T-R Sequence 3 is entirely within the Mount Cap Formation and its top corresponds to the boundary between the informal lower and upper members of the formation. The base of the sequence is within the Bonnia-Olenellus Zone, its maximum flooding surface is within the Plagiura-Poliella Zone, and the lowest trilobites of the Glossopleura Zone are present just above its top. The upper member of the Mount Cap Formation could not be subdivided into sequences, but contains a prominent maximum transgressive surface near its base and is capped by an unconformity at the base of the Saline River Formation. The upper member is mainly of Glossopleura Zone age. As noted by previous workers, syndepositional extension during deposition of the Mount Cap Formation was pronounced in the Mackenzie Trough but more subdued beneath the Colville Hills.

Résumé

La Série 2 et le Miaolingien (inférieur et moyen) de la succession du Cambrien dans la région des collines de Colville des Territoires du Nord-Ouest se composent (dans l’ordre ascendant) des Formations de Mount Clark, de Mount Cap et de Saline River, lesquelles ont toutes été formées dans un bassin épicontinental appelé bassin de Colville. Le grès prédomine dans la Formation de Mount Clark avec une partie de shale près du milieu de l’unité. La Formation de Mount Cap se divise officieusement en un membre inférieur (du shale avec dolomie et des lits de dolomie sableuse) et un membre supérieur (du shale avec calcaire et dolomie mixtes). Une étude à haute résolution de toutes les carottes disponibles de l’industrie a utilisé des processus sédimentaires et ichnologiques pour délimiter quinze lithofaciès dans les Formations de Mount Clark et de Mount Cap dont : six à prédominance de grès; trois de mudstone; quatre de grès et de mudstone hétérolithique; et chacun d’eux avec un lithofaciès de dolomie et de glauconite. Nous pouvons grouper les faciès en quatre associations de faciès (AF). L’AF1 se compose de grès avec des structures sédimentaires bien préservées formées par les vagues reflétant un contexte d’avant-plage battue par les tempêtes. La bioturbation varie de minimale à absente, ce qui laisse penser que énergie des vagues a exercé un stress majeur sur les organismes fouisseurs. L’AF2 est formée de grès montrant le développement de bioturbation à grand échelle avec une diversité élevée d’ichnofossiles, y compris le développement local de « cheminées » de Skolithos, mais avec une faible préservation des structures sédimentaires physiques. Selon les interprétations, ces dépôts auraient été constitués dans un contexte d’avant-plage par beau temps. L’AF3 contient des quantités variables de mudstone, ce qui correspond généralement à une sédimentation d’environnements plus distals. Dans certaines successions de l’AF3, l’absence de bioturbation peut refléter du stress causé par le chimisme des eaux marines, possiblement un faible contenu d’oxygène dissous. L’AF4 englobe des carbonates sableux locaux remaniés par bioturbation déposés dans des eaux relativement peu profondes. Il est possible de suivre trois séquences trangressives-régressives (T-R) de Mount Clark et de la Formation inférieure de Mount Cap sur une étendue d’environ 300 000 km2. La base du Cambrien est une discordance régionale et une limite de séquence. La séquence T-R1 se trouve au complet dans la Formation de Mount Clark. Selon les collections d’archives trilobitiques, elle correspondrait à l’âge de la zone Bonnia-Olenellus ou plus ancienne, mais il s’avère peu problable qu’elle soit plus ancienne que le Cambrien précoce. La séquence T-R2 s’étend sur le contact de Mount Clark et de Mount Cap et l’on retrouve les trilobites de la zone Bonnia-Olenellus dans sa couche sommitale, bien que sa base puisse être plus ancienne. La séquence T-R3 est contenue entièrement dans la Formation de Mount Cap et son sommet correspond à la bordure entre les membres officieux inférieur et supérieur de la Formation. La base de la séquence se trouve à même la zone Bonnia-Olenellus, sa surface d’inondation maximale est dans la zone Plagiura-Poliella et les trilobites les plus bas de la zone Glossopleura sont présents juste au-dessus de son sommet. Il n’a pas été possible de subdiviser le membre supérieur de la Formation de Mount Cap en séquences, mais il contient une surface transgressive maximale dominante près de sa base et il se révèle capuchonné par une discordance à la base de la Formation de Saline River. Le membre supérieur est essentiellement d’âge de la zone Glossopleura. Ainsi que des travailleurs précédents l’ont remarqué, l’extension synsédimentaire durant la sédimentation de la Formation de Mount Cap s’est révélée prononcée dans la dépression du Mackenzie, mais s’est montrée plus estompée en dessous des collines de Colville.

Michel Ory

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