Abstract
Lithostratigraphic correlation and mapping of formations and units within the Upper Elk Point subgroup provide updated information on their extent and distribution within the province of Alberta. Together with detailed bed-scale evaporite mapping of three evaporite minerals — halite, anhydrite, and gypsum — within evaporitic successions for net-thickness maps, these data allow new representations of the paleogeography of these units across the province. Paleogeographic maps of the Keg River, Prairie Evaporite and Muskeg formations reveal new details on the location of the La Crete sub-basin in northern Alberta, and the distribution and nature of Keg River Formation buildups and the overlying evaporite strata within this depositional realm. Net-evaporite mapping gives a robust picture of the distribution of Upper Elk Point subgroup evaporites, and allows for a detailed characterization of heterogeneities, halite dissolution, and sulphate karstification. Mapping of gypsum reveals that rehydration of anhydrite to gypsum (gypsification) through meteoric inflow is most pronounced within the La Crete sub-basin in northeastern Alberta, particularly where thick anhydrite deposits are associated with interbuildup basinal areas east of the Prairie Evaporite halite dissolution scarp. This association provides an explanation for the location of where active gypsification, dissolution and associated karstification is occurring and where it can be expected to occur. The process of gypsification, and ultimately sulphate dissolution, is requisite for the formation of porous dedolomite zones within the carbonates of the Prairie Evaporite Formation. Dedolomitized beds are recognized as aquifer units that are known to have contributed to Devonian-sourced, high-salinity water inflows to mine pits in the mineable oil sands area. Evidence is provided for a top-down advancement of halite and sulphate dissolution in all evaporites in northeastern Alberta. Circular, chain-like karst lakes are likely surficial expressions of the meteoric conduits for top-down karstification of sulphates east of the Prairie Evaporite halite dissolution scarp, similar to that observed in the well-documented sulphate karst district of Wood Buffalo National Park.
Résumé
Les corrélations stratigraphiques et la cartographie des formations et unités du sous-groupe supérieur de l’Elk Point nous fournissent des informations actualisées sur leur étendue et répartition dans la province de l’Alberta. Jointes à la cartographie détaillée, à l’échelle des lits, de trois minéraux d’évaporite - l’halite, l’anhydrite et le gypse - dans les successions évaporitiques pour en connaître l’épaisseur nette sur cartes, ces données permettent de nouvelles représentations paléogéographiques de ces unités de part et d’autre de la province. Les cartes paléogéographiques des Formations de Keg River, de l’évaporite des Prairies et de Muskeg révèlent de nouveaux détails sur la localisation du sous-bassin de La Crete en Alberta septentrional, ainsi que de la répartition et nature des accumulations de la Formation de Keg River et des strates d’évaporites sus-jacentes dans le domaine dépositionnel. La cartographie de l’épaisseur nette de l’évaporite fournie une forte image de la répartition de l’évaporite du sous-groupe supérieur de l’Elk Point et permettent de caractériser en détail les hétérogénéités, la dissolution de l’halite et la karstification de sulfate. La cartographie du gypse montre que la réhydratation de l’anhydrite au gypse (gypsification) par l’afflux météorique se révèle plus prononcée dans le sous-bassin de La Crete dans la partie nord-est de l’Alberta, en particulier où d’épais dépôts d’anhydrite sont associés à l’interaccumulation d’aires de bassin à l’est de l’escarpement de la dissolution de l’halite de l’évaporite des Prairies. Cette association explique la localisation d’où proviennent la gypsification, dissolution et karstification actives y associées et à quel endroit nous pouvons les y prévoir. Le processus de gypsification et ultimement de la dissolution de sulfate sont requis pour la formation de zones de dédolomitisation poreuse dans les carbonates de la Formation de l’évaporite des Prairies. Les lits dédolomitisés sont reconnus en tant qu’unités aquifères connues pour avoir contribué à l’afflux d’eau hautement saline de source dévonienne aux puits de mines dans les zones de sables bitumineux exploitables. Les indices soulignent l’avancée descendante de l’halite et de la dissolution de sulfate dans toutes les évaporites de la partie nord-est de l’Alberta. Les lacs karstiques en chaînons de forme circulaire sont probablement l’expression surfacique des conduits météoriques pour la karstification descendante des sulfates à l’est de l’escarpement de la dissolution de l’halite de l’évaporite des Prairies, ce qui est similaire aux observations bien documentées sur le district du karst sulfatique du parc national du Canada Wood Buffalo.
Michel Ory
