ABSTRACT

The Bearpaw Formation consists of marine shale, siltstone and minor sandstone, and represents the final widespread marine unit in the Western Canada Foreland Basin. It is of late Campanian-early Maastrichtian age and forms the core of a second-order transgressive-regressive (T-R) sequence. The area of study covers the southern parts of Alberta and Saskatchewan. Within the Bearpaw Formation, up to 11 third-order T-R sequences have been delineated. These T-R sequences are bounded by subaerial unconformities and/or conformable transgressive surfaces. The recognition of a maximum flooding surface allows each sequence to be subdivided into a transgressive systems tract (TST) and a regressive systems tract (RST).

Two distinct types of third-order T-R sequences were recognized in the Bearpaw Formation and each is found in a geographically restricted area. Type A sequences are characterized by a thin TST and thick RST, and they occur in the southwestern part of the study area, proximal to the orogenic belt. Type B sequences are characterized by a thick TST and a thin RST and occur to the northeast in a distal sector. The line of demarcation between the proximal and distal sectors is termed a hinge line.

Correlative bentonite beds and biostratigraphic data indicate that the conformable transgressive surfaces of the proximal sequences correlate with the maximum flooding surfaces of the distal sequences and vice-versa. This reciprocal architecture for the sequences is best explained by a tectonic control on the foreland basin stratigraphy through the flexural compensation of the lithosphere in response to successive cycles of orogenic loading and quiescence.

During tectonic loading the proximal area would experience increased subsidence and transgression (TST), whereas the distal area would undergo reduced subsidence and uplift (RST). During the following quiescence stage the proximal region would subside less and in part be uplifted (RST). At this time the distal area would experience increased subsidence and decreased sediment influx (TST).

The hinge line migrated a short distance closer to the orogen and slightly northward during Bearpaw deposition. This is consistent with the tectonic regime of dextral transgression in the Canadian Cordillera during the latest Cretaceous.

The third-order sequences of the Bearpaw Formation provide solid evidence for the dominance of tectonic control for sequence boundary generation and indicate that the flexural tectonic model for foreland basins is valid.

RESUME

La formation Bearspaw est composee de schistes argileux, de microgres et de petites quantites de gres, tous marins, et represente la derniere incursion marine tres repandue dans le bassin d'avant-pays de l'Ouest canadien. Elle est d'age

1 Geological Survey of Canada Contribution No. 1996136

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Companien-Masstrichtien inferieur et forme le noyau d'une sequence transgressive-regressive (T-R) de second ordre. La region etudiee couvre les parties sud de l'Alberta et de la Saskatchewan. Au sein de la formation Bearspaw, jusqu'a onze sequences T-R de troisieme ordre ont ete identifiees. Ces sequences T-R sont limitees par des discordances subaeriennes et/ou par des surfaces de trangression concordantes. La reconnaissance d'une surface de trangression maximale permet de subdiviser chaque sequence en une serie transgressive ("transgressive systems tract") et une serie regressive ("regressive systems tract").

Deux types distincts de sequences T-R de troisieme ordre ont ete identifiees dans la formation Bearspaw et chacune se trouve dans une aire geographique restreinte. Les sequences de type A sont caracterisees par une mince serie transgressive et une epaisse serie regressive, et elles se trouvent dans la partie sud-ouest de la region etudiee, a proximite de la ceinture orogenique. Les sequences de type B sont caracterisees par une epaisse serie transgressive et une mince serie regressive, et elles se trouvent dans la partie nord-est de la region etudiee, dans un secteur distal. La ligne de demarcation entre le secteur proximal et le distal est appelee ligne d'articulation.

Des couches de bentonite et des donnees biostratigraphiques, qui servent a la correlation, indiquent que les surfaces de transgression concordantes des sequences proximales sont concordantes avec les surfaces d'inondation maximale des sequences distales et vice-versa. La meilleure explication pour cette architecture reciproque dans ces sequences est le controle tectonique sur la stratigraphie du bassin d'avant-pays a travers la compensation par flexure de la lithosphere en reponse a des cycles successifs de chargement et de repos tectonique.

Durant la periode de chargement tectonique, la region proximale serait soumise a une subsidence accrue et a la transgression (serie transgressive), tandis que la region distale serait soumise a une subsidence reduite et au soulevement (serie regressive). Durant l'etape de repos suivante la region proximale s'effondrerait moins et serait en partie soulevee (serie regressive). A ce moment la, la region distale serait soumise a une subsidence accrue et un afflux de sediments reduit (serie transgressive).

La ligne d'articulation se deplaca un peu vers l'orogene et legerement vers le nord durant la sedimentation de la formation Bearspaw. Ceci est en accord avec le regime tectonique de transposition dextre dans la Cordillere canadienne durant le Cretace le plus tardif.

Les sequences de troisieme ordre de la formation Bearspaw fournissent une preuve solide de la domination du controle tectonique sur la production de limites de sequences et indiquent que le modele de tectonique par flexure est valable pour les bassins d'avant-pays.

Traduit par Marc Charest.