Revised stratigraphy in the eastern Meguma terrane, Nova Scotia, Canada, and variations in whole-rock chemical and Sm–Nd isotopic compositions of the Goldenville and Halifax groups Stratigraphie révisée de l’est du terrane de Meguma, Nouvelle-Écosse, Canada, et variations des compositions chimiques de roche totale et isotopiques en Sm–Nd des groupes de Goldenville et d’Halifax

Abstract

As a result of new geological mapping, the Goldenville and Halifax groups in the eastern Meguma terrane have been divided into formations. They have a total stratigraphic thickness of about 7750 m and correspond to only the upper half of the Goldenville Group and lower half of the Halifax Group in the northwestern and southeastern areas of the terrane. The revised stratigraphy combined with compiled and new whole-rock major and trace element and Sm–Nd isotopic analyses enable more detailed documentation of the chemical changes with stratigraphy that were demonstrated in previous studies. Based on chemical compositions, the protolith compositions of the analysed samples range from lithic arenite to wacke to shale. Major and trace element characteristics are consistent with deposition in an active continental margin, basins associated with island arcs, or most likely at a passive continental margin with volcanic rocks in the source area. Chemical compositions show a scattered but overall increasing abundance of lithophile elements such as La and Th with stratigraphic position. Epsilon Nd(t) values become increasingly negative up-section, and depleted mantle model ages become increasingly older. The data are consistent with increased mixing between sediments derived from Mesoproterozoic upper crustal sources and sediments derived from a magmatic arc. These data are consistent with published detrital zircon patterns which show increasing amounts of ca. 2 Ga zircon with decreasing age, and with a source area comprising a Pan-African (800–540 Ma) volcanic arc and/or active margin magmatism and mainly Eburnean crust, most likely in the West African craton.

Résumé

À la suite de nouveaux travaux de cartographie géologique, les groupes de Goldenville et d’Halifax dans l’est du terrane de Meguma ont été subdivisés en formations. Ils ont une épaisseur stratigraphique totale d’environ 7 750 mètres et correspondent à seulement la moitié supérieure du groupe de Goldenville et à la moitié inférieure du groupe d’Halifax dans les secteurs nord-ouest et sud-est du terrane. La stratigraphie révisée combinée à des données compilées et à de nouvelles analyses des compositions isotopiques en Sm-Nd et en éléments majeurs et traces de roche totale permet une documentation plus détaillée des changements chimiques de la stratigraphie ayant été révélés dans des études antérieures. D’après les compositions chimiques, les compositions protolithiques des échantillons analysés varient de l’arénite lithique au wacke et au schiste. Les caractéristiques des éléments majeurs et traces correspondent à une sédimentation dans une marge continentale active, à des bassins associés à des arcs insulaires ou très probablement à une marge continentale passive comportant des roches volcaniques dans la région d’origine. Les compositions chimiques affichent une abondance sporadique, mais généralement grandissante des éléments lithophiles comme le La et le Th selon la position stratigraphique. Les valeurs epsilon Nd(t) deviennent de plus en plus négatives en allant vers le haut de la section et les âges du modèle mantellique épuisé deviennent de plus en plus avancés. Les données sont conformes à un mélange accru entre des sédiments en provenance de sources crustales supérieures du Mésoprotérozoïque et des sédiments provenant d’un arc magmatique. De telles données correspondent aux configurations du zircon détritique publiées faisant état de quantités croissantes de zircon d’environ 2 Ga ainsi qu’avec une région d’origine comprenant un arc volcanique panafricain (800 à 540 Ma) ou un magmatisme de marge active et une croûte principalement éburnéenne, très probablement dans le craton d’Afrique occidentale.