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CSPG Bulletin

Abstract


Bulletin of Canadian Petroleum Geology
Vol. 46 (1998), No. 1. (March), Pages 12-29

Sedimentary Basins and Basement Highs Beneath the Polar Shelf North of Axel Heiberg and Meighen Islands

D.A. Forsyth, I. Asudeh, D. White, R. Jackson, R.A. Stephenson, A.F. Embry, M. Argyle,

ABSTRACT

A seismic Previous HitrefractionNext Hit program was carried out on the northeastern polar continental shelf north of Axel Heiberg and Meighen islands. Five distinct velocity units were identified throughout the area. The deepest unit, velocity unit 1, has velocities of 8.2 km/sec and represents the ultramafic, uppermost mantle. The top of this unit is the MOHO and it is about 25 km deep on the inner shelf and rises to 20 km on the outer shelf. The next velocity unit (2) has velocities of 6.6 to 6.8 km/sec and correlates well with the crystalline lower crust.

Velocity unit 3 is characterized by velocities of 5.9 to 6.2 km/sec and is interpreted to consist primarily of highly indurated clastic and carbonate strata, volcanics and intrusives of the highly deformed, late Proterozoic to early Paleozoic Franklinian Basin. Along the shelf edge this unit may also encompass Lower Cretaceous volcanic flows and Jurassic-Cretaceous strata which are extensively intruded by sills and dykes. The top of this unit is considered to be "basement".

Velocity unit 4 has velocities between 4.3 and 5.3 km/sec and is interpreted to consist mainly of mid Jurassic to Paleogene deltaic to basinal clastic strata. This unit is up to 10 km thick and occurs throughout the study area except over an offshore extension of the Princess Margaret Arch on the inner shelf and the crest of a prominent shelf edge high. The strata encompassed by this unit are likely deformed by folds and faults generated during the early Tertiary Eurekan Orogeny.

Velocity unit 5 has velocities of 1.9 to 3.4 km/sec and probably comprises the undeformed Neogene succession. This unit is a few kilometres thick over much of the shelf and may include buried Upper Cretaceous-Paleogene strata on the inner shelf.

The potential of the deformed Cretaceous-Paleogene succession to contain hydrocarbons is high but the presence of the Arctic ice pack over the area hampers traditional exploration.

RESUME

Une programme de sismique Previous HitrefractionTop a ete conduit sur le plateau continental polaire au nord des iles d'Axel Heiberg et de Meighen. Cinq unites de velocite distinctes ont ete identifiees a travers la region. L'unite la plus profonde, ou unite de velocite 1, a une velocite de 8,2 km/s et represente le manteau superieur, ultramafique. Le sommet de cette unite est le MOHO et est situe a pres de 25 km de profondeur sur le plateau interieur et monte jusqu'a a 20 km sur le plateau exterieur. L'unite de velocite suivante (2) montre des velocites allant de 6,6 a 6,8 km/s et se correle bien avec la croute cristalline inferieure.

L'unite de velocite 3 est caracterisee par des velocites allant de 5,9 a 6,2 km/s et est interpretee comme etant surtout

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composee de strates clastiques et carbonatees, de volcanites et d'intrusifs tres indures, du bassin franklinien tres deforme, du Proterozoique tardif au Paleozique precoce. Le long de la marge du plateau, cette unite peut aussi comprendre des coulees volcaniques du Cretace inferieur et des strates du Jurassique-Cretace qui sont traversees de facon importante par des sills et dykes. Le sommet de cette unite est considere comme le "socle".

L'unite de velocite 4 montre des velocites allant de 4,3 a 5,3 km/s et est interpretee comme etant surtout composee de strates clastiques, de type deltaique a de bassin, du Jurassique moyen au Paleogene. Cette unite atteint 10 km d'epaisseur et se presente a travers toute la region d'etude a l'exception d'une extension sous-marine de l'arche de la Princesse Margaret sur le plateau interieur et sur la crete d'une elevation proeminente de la marge du plateau. Les strates comprises dans cette unite sont probablement deformees par des plis et des failles generes durant l'orogenese eurekeenne du Tertiaire precoce.

L'unite de velocite 5 montre des velocites de 1,9 a 3,4 km/s et comprend probablement la succession Neogene non-deformee. Cette unite n'est que de quelques kilometres d'epaisseur sur une large portion du plateau et peut inclure des strates enfouies du Cretace superieur-Paleogene du plateau interieur.

Le potentiel en hydrocarbures de 1 succession deformee du Cretace-Paleogene est eleve mais la presence de la banquise artique, qui recouvre la region, entrave l'exploration traditionnelle.

Traduit par Lynn Gagnon.


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