ABSTRACT

Between 1992 and 1995, approximately 2000 km of seismic-reflection profiles were collected along three transects across the province of Alberta, as part of Canada's ongoing Lithoprobe geoscience project. Using these data, a 1450- km long structural seismic section has been assembled to image the stratigraphy of a large segment of the Western Canada Sedimentary Basin (WCSB) between Fort St. John, British Columbia and Pincher Creek, Alberta. The procedure for compiling this section from the individual profiles included application of static corrections using a floating datum and smoothly varying replacement velocity in order to resolve significant mis-ties between the lines. The large extent of the resulting composite section enables the interpretation of regional reflection characteristics spanning several basement tectonic domains, as well as interregional comparisons of key structural elements in the WCSB. As an alternative to mapping reflection geometries within the uppermost basement, which are largely obscured by multiple reverberations, we focus instead on seismic attributes (instantaneous frequency and amplitude) of the top of basement reflection in order to gain a better understanding of the nature of the crystalline basement and its contact with the overlying sedimentary strata. Seismic attribute analysis was also carried out for the Base of Fish Scales (BFS) reflector, an Upper Cretaceous seismic marker that serves here as a reference reflection. Within the Lacombe domain, a basement domain composed of weakly metamorphosed volcanic and sedimentary rocks, the top of basement reflection is characterized by anomalously high amplitude and frequency. Comparison of Carboniferous normal faulting in the Peace River Arch (PRA) region with Late Cretaceous (or younger?) faults in southern Alberta shows a number of common characteritics, including drape of sedimentary layers over deeper brittle detachments. These features in the Alberta Basin exhibit a strong similarity to previously published laboratory models of extensional forced folds. In structures of this type, brittle basement offset gives way upwards to a broader region of deformation within which extensive fracturing, mostly at a sub-seismic scale, is present.

RESUME

Entre 1992 et 1995, approximativement 2000 km de coupes sismiques ont ete acquises le long de trois transects traversant la province de l'Alberta, ces transects faisant partie du projet de geoscience Lithoprobe du Canada. En utilisant ces donnees, une coupe sismique structural de 1450 km de long a ete assemblee pour representer graphiquement la stratigraphie d'un grand segment du bassin sedimentaire de l'Ouest du Canada (BSOC) entre Fort St-John en Colombie-Britannique et Pincher Creek en Alberta. La procedure suivie pour compiler cette coupe a partir des coupes individuelles comprend l'application de corrections statiques utilisant un datum flottant et des velocites de remplacement variant doucement, de facon a resoudre les raccordements ambigus entre les lignes. La grande etendue de la coupe composite resultante, qui enjambe plusieurs domaines tectoniques du socle, permet l'interpretation de caracteristiques regionales de reflexion de meme que des comparaisons inter-regionales d'elements-cles situe dans le BSOC. Plutot que de cartographier les geometries de reflexion a l'interieur de la partie la plus haute du socle, qui est grandement obscurcie par de multiples reverberations, nous mettons l'accent surtout sur les attributs sismiques (frequence instantanee et amplitude) du sommet de la reflexion sismique de facon a obtenir une meilleure comprehension de la nature du socle cristallin et de son contact avec les strates sedimentaires sus-jacentes. L'analyse des attributs sismiques a aussi ete accomplie pour le reflecteur de la base du Fish Scales (BFS), un marqueur sismique du Cretace superieur qui sert ici de reflexion de reference. A l'interieur du domaine de Lacombe, un domaine de socle compose de roches volcaniques et sedimentaires faiblement metamorphisees, le sommet de la reflexion du socle est caracterise par des amplitudes et de frequences elevees, qui sont anomaliques. La comparaison des failles normales du Carbonifere de la region de l'arche de Peace River avec les failles du Cretace superieur (ou plus jeunes) dans le sud de l'Alberta montre un certain nombre

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de caracteristiques communes, incluant le recouvrement de couches sedimentaires au-dessus de decollements fragiles situe plus profondement. Ces elements du bassin de l'Alberta montrent de fortes similarites avec des modeles de laboratoire publies precedemment, de plis forces par l'extension. Dans les structures de ce type, le rejet par faille du socle fragile laisse place vers le haut a une region plus large de deformation, a l'interieur de laquelle la fracturation intense, surtout d'echelle sous-sismique, est presente.

Traduit par Lynn Gagnon