ABSTRACT

Units C and D of the Falher Member, Spirit River Formation, have been studied in the area of Townships 66-73, Ranges 7-13W6. In both Units, the traditional interpretation of one northward-prograding shoreface is shown to be a major oversimplification. In Unit D, detailed cross-sections using well logs and all available cores show that the main sandbody can be subdivided into four separate sandbodies D1 through D4. The sandbodies are all characterized by flat lamination or swaley cross-stratification and are interpreted as wave- and storm-dominated prograding shorefaces. Conglomerates in the upper shoreface are present in D2, D3 and D4. Sandbodies D1 through D4 are separated by mappable mudstone partings (some with a pebble lag at the base) 10 cm or more in thickness. It is very unlikely that such thick and continuous mudstones could be deposited within a storm-dominated shoreface. They are therefore interpreted as the remnants of transgressive mudstones. It is suggested that after progradation of shoreface D1, a rise of relative sea level (RSL) terminated progradation and deposited a mudstone drape on the northern edge of the sandbody. A subsequent fall of RSL led to the progradation of shoreface D2. Continued fluctuations of RSL led to the progradation and draping of shorefaces D3 and D4. All of the shorefaces are overlain by floodplain mudstones, sandstones and coals.

Deposition of Unit C began with a complex series of small rises and falls of RSL that deposited thin sandbodies C1 and C2. The major rise of RSL was followed by progradation of the first major swaley cross-stratified sandbody, C3. Conglomerate is locally present in the upper shoreface. Progradation of C3 was followed by a major RSL drop. The subsequent rise was accompanied by transgressive barrier islands and accretion of lagoonal deposits (unit C4 - lagoon) immediately north of the termination of the C3 shoreface. When RSL stabilized, the barrier shoreface prograded to form unit C4 - another swaley cross-stratified shoreface. This shoreface was fed by a south-north oriented channel at least 50 km long and 5-8 km wide. After avulsion, the channel was backfilled as a muddy estuary.

The Unit D sandbody, although complex, extends almost continuously throughout the study area. The Unit C deposits are much more heterogeneous, being interrupted by east-west-trending mudstones (the C4 lagoon) and a south-north-trending mudstone-filled channel. The detailed high-resolution subdivision of Units D and C indicates RSL fluctuations of 10-30 m on a time scale estimated in the order of 40 000 years. The detailed subdivision also permits the exact stratigraphic and geographic placing of the productive shoreface conglomerates in units D2, D3, D4 and C3.

RESUME

Les unites C et D du Membre Falher, Formation Spirit River, ont ete etudiees dans la region des Townships 66-73, Ranges 7-13W6. Pour les deux unites, l'interpretation traditionnelle d'une des zone infratidale qui progresse vers le nord est demontre comme etant une simplification excessive. Pour l'unite D, des coupes transversales detaillees a l'aide des diagraphies et des carottes disponibles indiquent que la dune oolithique sous-marine peut etre subdivisee en quatre dunes oolithiques sous-marines D1 a D4. Les dunes sont toutes caracterisees par une lamination plane ou une stratification entrecroisee de bas-fond et sont interpretees comme etant des zones infratidales qui progressent a cause des vagues et des tempetes. Des conglomerats de la zone infratidale superieure sont presents dans D2, D3 et D4. Les dunes oolithiques sous-marines D1 a D4 sont divisees par de l'argile en decollement cartographiable (plusieurs avec des cailloux de retard a la base) de 10 cm d'epaisseur ou plus. Il est fort peu probable que ces argiles si epais et continus puissent avoir ete deposes dans une zone infratidale dominee par les tempetes. Par consequent, ils sont interpretes comme etant des debris d'argiles discordants. Il est suggere qu'apres la progression vers la zone infratidale D1, une elevation du niveau relatif de la mer (RSL) mis fin a la progression et deposa une couverture d'argile sur l'extremite nord de la dune oolithique sous-marine. Toute baisse du RSL subsequente mena a la progression de la zone infratidale D2. Les variations du RSL mena a la progression et au drapage des zones infratidales D3 et D4. Toutes les zones infratidales sont recouvertes de plaines d'inondation d'argiles, de gres et de charbons.

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La sedimentation de l'unite C debuta avec une serie complexe de petites elevations et de baisses du RSL qui deposa de minces dunes oolithiques sous-marines C1 et C2. L'elevation principale etait suivie par une progression de la premiere importante dune oolithique sous-marine de bas-fond avec stratification entrecroisee, C3. Le conglomerat est situe localement dans la zone infratidale superieure. La progression de C3 etait suivie par une baisse importante du RSL. Les elevations qui suivirent etaient accompagnees d'iles barrieres en progression et d'accumulations de depots lagunaires (unite C4 - lagune) tout de suite au nord de la terminaison de la zone infratidale C3. Une fois le RSL stabilise, la zone infratidale barriere progressa afin de former l'unite C4 - une autre zone infratidale de bas-fond avec stratification entrecroisee. Cette zone infratidale etait alimentee par un canal en direction sud-nord d'au moins 50 km de long et 5-8 km de large. Apres avulsion, le canal etait rempli comme un estuaire boueux.

La dune oolithique sous-marine de l'unite D, si toutefois complexe, s'etend presque continuellement a travers la region etudiee. Les sediments de l'unite C sont beaucoup plus heterogenes, en etant interrompus par des argiles en direction est-ouest (la lagune C4) et un canal rempli d'argile en direction sud-nord. La subdivision a haute resolution detaillee des unites D et C indiquent des variations du RSL de 10-30 m sur une echelle de temps evaluee a environ 40 000 ans. La subdivision detaillee permet egalement l'emplacement exact stratigraphique et geographique des conglomerats productifs de zone infratidale dans les unites D2, D3, D4 et C3.

Traduit par Marie-Louise Tomas