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CSPG Bulletin

Abstract


Bulletin of Canadian Petroleum Geology
Vol. 37 (1989), No. 2. (June), Pages 224-235

Crust and Upper Mantle Structure and the Origin of the Peace River Arch

R.A. Stephenson, C.A. Zelt, R.M. Ellis, Z. Hajnal, P. Morel-A-L'Huissier, R.F. Mereu, D.J. Northey, G.F. West, E.R. Kanasewich

ABSTRACT

A model of the regional velocity structure of the crust and upper mantle in the area of the Peace River Arch, based on seismic Previous HitrefractionNext Hit data collected in 1985, is discussed in terms of hypotheses regarding the possible tectonic origins of the Arch and its post-Middle Devonian evolution. Much of the regional crustal structure in this area, including trends in crustal thicknesses, Mohorovicic discontinuity character, and uppermost mantle seismic velocities, appears to be related to crustal elements inherited from the Early Proterozoic assemblage of the North American craton, as elsewhere determined on the basis of basement sampling and regional aeromagnetic trends. Superimposed upon and postdating the Early Proterozoic crustal geometries are a number of crustal features that appear to be associated with the Devonian axis of the Peace River Arch. These include an apparent relative crustal thickening along the axis of the Arch, an upwarp of lower crustal velocities beneath the Arch, an inferred structural grain at the base of the crust along the axis of the Arch, and intracrustal reflecting horizons that appear to dip away from the axis of the Arch. The presence of a local crustal signature for the Peace River Arch suggests that the Arch and its subsequent inversion do not have a passive, flexural origin related to the isostatic compensation of extraneous sedimentary or mountain loads, but rather may be the results of a localized anomalous thermal event occuring during the Paleozoic Era.

RESUME

Un Modele a l'echelle regionale de la structure de vitesse de la croute et du manteau superieur dans la region de l'arche Peace River, base sur des donnees de Previous HitrefractionTop sismique recueillies en 1985, est discute en termes des hypotheses relatives aux origines tectoniques possibles de l'arche et a son evolution post-Devonienne. Une grande partie de la structure a grande echelle de la croute dans cette region, comprenant les tendances dans les epaisseurs de la croute, les caracteristiques de la discontinuite de Mohorovicic et les vitesses des ondes elastiques du manteau le plus haut, parait etre liee a des elements crustaux herites de l'assemblage Proterozoique inferieur du craton nord-americain, determine ailleurs sur la base de l'echantillonnage du socle et des directions aeromagnetiques regionales. Un certain nombre de traits de la croute, qui semblent etre associes a l'axe Devonien de l'arche Peace River, sont superposes sur les geometries crustales du Proterozoique inferieur et post-datent ces dernieres. Ceux-ci comprennent un epaississement relatif apparent le long de l'axe de l'arche, un bombement des vitesses des ondes elastiques de la croute inferieure sous l'arche, l'inference d'un grain structural a la base de la croute le long de l'axe de l'axe de l'arche, et des miroirs intracrustaux dont le pendage semble s'eloigner de l'axe de l'arche. La presence d'une signature crustale locale pour l'arche Peace River suggere que l'arche et son inversion ulterieure n'ont pas une origine passive et de flexure reliee a la compensation isostatique pour des charges sedimentaires ou montagneuses superflues, mais pourraient plutot etre les resultats d'une anomalie thermale locale datant de l'Ere Paleozoique.

Traduit par Marc Charest

* Geological Survey of Canada Contribution Number 19588

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