ABSTRACT

The crystalline basement of the Peace River Arch (PRA) is characterized by north-trending, curvilinear aeromagnetic highs and lows that correspond to distinct tectonic domains that have been characterized using potential field data and U-Pb geochronology of samples of cored basement. The juxtaposition of these domains is believed to be the result of collisions that occurred between 2.0 and 1.9 Ga as these tectonic elements accreted on the western edge of the Canadian Shield. The crustal fabric that resulted from these collisions has been of local importance in controlling sedimentation and diagenetic processes in the sedimentary cover, but cannot account entirely for the anomalous crustal behaviour of the Arch.

Recent seismic refraction studies demonstrate a slight thinning of the crust close to the axis of the Arch (from about 44 to about 38 km), with gently outward-dipping (away from the Arch) lower crustal structure and several kilometres of intermediate velocity lower crust beneath the Arch. The presence of intermediate velocity lower crust has been interpreted as reflecting the presence of mafic sills that may be the mark of a thermal driving force for the anomalous behaviour of the PRA. However, there is no apparent potential field signal associated with the Arch, because aeromagnetic and gravity anomaly data can be interpreted in terms of Precambrian basement domains and the long wavelength effects of the Cordilleran Orogen. This suggests that little modification of crustal properties occurred during Arch formation and implies that the intermediate velocity lower crust may be unrelated to Arch formation. The geophysical data support a passive, flexural-isostatic origin for the Peace River Arch, in contrast to recent models that favour a thermal-extensional origin.

RESUME

Le socle cristallin de l'arche de Peace River (APR) est caracterise par des hauts et des bas curvilineaires a tendance nord-sud dans ses variations aeromagnetiques, correspondant a des entites tectoniques distinctes qui ont ete identifiees a l'aide des donnees du champs de potentiel electrique et la geochronologie par U-Pb d'echantillons de carottage du socle. L'on croit que la juxtaposition de ces entites tectoniques est le resultat de collisions qui se produisirent entre 2, 0 et 1, 9 Ga, alors que ces composantes teconiques s'assemblaient par accretion sur la marge ouest du bouclier canadien. La structure crustale qui resulta de ces collisions a ete importante a l'echelle locale dans le controle de la sedimentation et des processus diagenetiques de la couverture sedimentaire, mais ne peut expliquer completement le comportement crustal anormal de l'arche.

Des etudes de refraction sismique recentes demontrent un leger amincissement de la croute pres de l'axe de l'arche (a partir d'a peu pres 44 jusqu'a environs 38 km), avec un leger pendage vers l'exterieur (donc s'eloignant de l'arche) de la structure de la croute inferieure et plusieurs kilometres de croute inferieure de vitesse moyenne sous l'arche. La presence de croute inferieure de vitesse moyenne a donne naissance a l'interpretation que celle-ci reflete la presence de filons-couches mafiques qui a leur tour pourraient etre l'indice d'une force mortrice thermique pouvant expliquer le comportement anormal de l'APR. Par contre, il n'y a aparamment pas de signal de champs de potential electrique qui soit relie a l'arche, parce que les donnees d'anomalies magnetiques et de champs de gravite peuvent etre interpretees dans le cadre des entites du socle precambrien et des effets de grande longueur d'onde de l'orogenese Cordillerienne. Ceci suggere qu'il y a eu peu de modifications des proprietes de la croute durant la formation de l'arche et implique que la croute inferieure de vitesse moyenne pourrait n'etre pas reliee a la formation de l'arche. Les donnes de geophysique appuient une origine passive, flexuro-isostatique pour l'arche de Peace River, contrairement aux recents modeles qui favorisent une origine thermique-d'extention.

Traduit par Marc Charest

1 Geological Survey of Canada Contribution no. 33890

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