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CSPG Bulletin

Abstract


Bulletin of Canadian Petroleum Geology
Vol. 37 (1989), No. 3. (September), Pages 316-333

Birth, Growth and Death of the Middle Cambrian Cathedral Carbonate Lithosome, Southern Rocky Mountains

J.D. Aitken

ABSTRACT

The Cathedral lithosome was generated by the expansions and contractions of a middle carbonate facies belt, deposited at low latitudes on a young, north-facing, thermally subsiding continental margin. It is bounded above by a quasi-synchronous contact, and below by a strongly diachronous contact that youngs eastward to intercept the upper contact. The outboard limit was controlled by, and partly corresponds to, a platform-bounding, organosedimentary reef established above a subtle, linear uplift at the beginning of the Middle Cambrian.

Growth of the lithosome took place in three pulses, each succeeding an episode of abrupt sea level rise. Each of these rises introduced new fauna onto the platform and is interpreted as eustatic. At the beginning of each abrupt rise, the carbonate complex was reduced to a narrow rim. As eustatic rise slowed, the carbonate rim complex began to expand into the sheltered inshore basin above the mud-grade inner detrital sediments (Mount Whyte Formation) of the drowning phase. The facies are peritidal over and near the rim and lime-mud-dominated subtidal inboard. Outward expansion of the complex was limited during the early history of the lithosome, and effectively nil during the late stages.

Growth of the Cathedral lithosome was terminated by a pulse of sea level rise more pronounced than those preceding. This drowned the carbonate complex and admitted open-sea energy to the inshore basin. Craton-derived inner detrital muds (Stephen Formation) were then spread from the inshore basin, across the former site of the carbonate rim and, for the first time since the beginning of Cathedral deposition, into the offshore basin.

A series of lithofacies maps on a palinspastic base illustrates paradoxical aspects of lithostratigraphic nomenclature: in the case of a deeply tongued lithosome like the Cathedral, the name given to a depositional unit commonly depends on the lithofacies of overlying and underlying units.

RESUME

Le lithosome Cathedral a ete engendre par l'expansion et la contraction d'une ceinture de facies carbonates mediale, deposee a de basses latitudes sur une jeune marge continentale en etat de subsidence thermique et faisant face au nord. Il est borne au haut par un contact quasi-synchrone, et au bas par un contact fortement diachrone qui rajeunit en direction est et recoupe le contact superieur. La limite exterieure a ete controlee par, et equivaut en partie a, un recif organosedimentaire localise en bordure de plateforme et etabli au-dessus d'un soulevement lineaire subtil au debut du Cambrien moyen.

La croissance du lithosome eut lieu en trois phases ou pulsations, chacune suivant un episode soudain d'elevation du niveau marin. Chacune de ces elevations introduisit une faune nouvelle sur la plateforme et est interpretee comme une variation eustatique. Au debut de chaque changement d'elevation soudain, le complexe de roches carbonatees fut reduit a une mince bordure. A mesure que l'elevation eustatique ralentit, la bordure de roches carbonatees commenca a prendre de l'expansion vers la cote dans le bassin protege au-dessus des sediments detritiques boueux de l'interieur (formation Mount Whyte) de l'etape de submersion. Les facies sont peritidaux au-dela et pres de la bordure et domine par des argilles carbonatees subtidales a l'interieur de la bordure. L'expansion du complexe vers l'exterieur fut limitee durant le debut de l'histoire du lithosome, et effectivement nulle durant les phases tardives.

La croissance du lithosome Cathedral fut terminee par une phase de croissance du niveau marin plus prononcee que les precedentes. Ceci noyat le complexe carbonate et exposa le bassin cotier aux niveaux eleves d'energie de la haute mer. Les argiles detriques internes (formation Stephen) derivees de l'erosion du craton ont ensuite ete repandues du bassin cotier, au-dela de l'ancien site de la bordure carbonatee et, pour la premiere fois depuis le debut de la sedimentation Cathedral, dans le bassin extracotier.

Une serie de cartes de lithofacies sur une base paleogeographique demontrent des aspects paradoxaux de la nomenclature lithostratigraphique: dans le cas d'un lithofacies a grande etandue comme celui du Cathedral, le nom donne a une unite stratigraphique depend communement des lithofacies des unites surjacentes et sousjacentes.

Traduit par Marc Charest

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