The Timing of Strike-Slip Deformation Along the Storstrømmen Shear Zone, Greenland Caledonides U–Pb Zircon and Titanite Geochronology

Abstract

The Storstrømmen shear zone (SSZ) in the Greenland Caledonides is widely interpreted to have formed in a transpressional regime during sinistral, oblique collision between Baltica and Laurentia in the Silurian to Devonian. New mapping of the SSZ at Sanddal documents a 100 m thick, greenschistfacies mylonite zone cutting the eclogite to amphibolite-facies gneiss complex. We present U–Pb ion probe geochronology on zircon and titanite from a variety of lithologies that shows the SSZ was active from late Devonian to the Carboniferous (at least until 350 Ma). The age of thrusting in the foreland is not well known, but must be younger than the age of eclogite-facies metamorphism at ~400 Ma. It is, therefore, possible that contraction is the same age as strike-slip motion, and that transpression is a viable model. The timing of the SSZ is synchronous with dextral strike-slip displacement on the Germania Land deformation zone. Simultaneous displacement on sinistral and dextral, conjugate shear zones suggests that the SSZ is part of a strikeslip fault system that led to lateral escape of material northward (present day coordinates) during the waning stages of plate convergence between Laurentia and Baltica.

Résumé

La zone de cisaillement de Storstrømmen (SSZ) dans les Calédonides du Groenland est généralement comprise comme ayant été formée durant un régime de transpression sénestre lors de la collision oblique entre Baltica et Laurentie, du Silurien au Dévonien. Une nouvelle cartographie de la SSZ à Sanddal décrit une zone de 100 m d’épaisseur de mylonite au faciès des schistes verts qui recoupe un complexe de gneiss au faciès éclogite à amphibolite. Notre analyse géochronologique par sonde ionique U–Pb sur zircon et titanite sur diverses lithologies, montre que la SSZ a été active de la fin du Dévonien jusqu’au Carbonifère (au moins jusqu’à 350 Ma). L’âge du chevauchement dans l’avant-pays n’est pas bien connue, mais il doit être plus jeune que le métamorphisme au faciès d’éclogite à ~400 Ma. Il est donc possible que la contraction soit du même âge que le mouvement de coulissage, et que la transpression soit un modèle viable. La chronologie de la SSZ est synchrone au mouvement de coulissage dextre de la zone de déformation de Germania Land. Les déplacements simultanés, sénestre et dextre, sur des zones de cisaillement conjuguées permettent de penser que la SSZ fait partie d’un système de décrochement qui a engendré une éjection latérale de matériau vers le nord (selon les coordonnées actuelles) durant les stades de convergence des plaques Laurentie et Baltica.