A revised interpretation of Cambrian and Ordovician rocks in the Bourinot belt of central Cape Breton Island, Nova Scotia

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Abstract

New U-Pb (zircon) data from the northern Boisdale Hills show that rhyolite on Long Island and syenogranite of the nearby Mount Cameron pluton have similar ages of SOS ± 3 Ma and 509 ± 2 Ma, respectively. These ages are similar to those known or inferred from some felsic piutonic units elsewhere in central Cape Breton Island and suggest that latest Cambrian to earliest Ordovician igneous activity was widespread in the Bras d'Or terrane. The new dates also suggest that stratigraphic and structural relationships in the Boisdale Hills arc more complex than previously interpreted. The dated rhyolite and other volcanic and sedimentary rocks in the northern Bourinot belt in the Boisdale Hills were previously included in undivided Middle Cambrian Bourinot Group. In the southern Bourinot belt, the Bourinot Group was subdivided into the Eskasoni, Dugald, and Gregwa formations. The Eskasoni Formation is dominantly a bimodal volcanic suite with petrological characteristics indicative of origin in a continental within-plate tectonic setting. Its present contacts, both with adjacent older metamorphic and plutonic rocks and with the apparently overlying fossiliferous Dugald and volcanogenic Gregwa formations, are faulted. Our new mapping demonstrates that the Eskasoni, Dugald and Gregwa formations can be extended into the central Bourinot belt where they were previously undivided. However, continuity cannot be demonstrated between these Middle Cambrian units and the dated volcanic and associated sedimentary units in the northern Bourinot belt Hence, assuming that both U-Pb and fossil ages are correct, our interpretation is that the Upper Cambrian -Lower Ordovician Northern Boisdale Hills volcanic unit is younger than the Bourinot Group, although petrochemical data suggest that it formed in a similar tectonic regime. The presence in the Bourinot belt of fauna characteristic of the Acado-Baltic faunal province appears to tie the Bras d'Or terrane to other Avalonian (peri-Gondwanan) terrenes. However, the Bras d'Or terrane differs from the adjacent Mira terrane which includes Lower as well as Middle and Upper Cambrian units and lacks volcanic and plutonic rocks of this age. RÉSUMÉ De nouvelles données U-Pb (zircon) provenant de la partie nord des collines Boisdale montrent que la rhyolite sur l'ile Long et le syénogranite du pluton du mont Cameron à proximité ont des âges similaires, de 505 ± 3 Ma et 509 ± 2 Ma respectivement. Ces âges sont similaires à ceux connus ou supposés pour quelques unités plutoniques felsiques ailleurs dans le centre de l'ile-du-Cap-Breton, et suggèrent que l'activité ignée de la fin du Cambrien au début de l'Ordovicien etait répandue dans le terrain de Bras d'Or. Ces nouvelles datations suggèrent aussi que les relations stratigraphiques et structurales dans les collines Boisdale sont plus complexes que ne le montraient les interprétations antérieures. La rhyolite datée et d'autres roches volcaniques et sédimentaires de la partie nord de la ceinture de Bourinot dans les monts Boisdale étaicnt auparavant incluses dans le Groupe de Bourinot non divisé, du Cambrien moyen. Dans la partie sud de la ceinture de Bourinot, le Groupe de Bourinot était divisé en formations d'Eskasoni, de Dugald et de Gregwa. La Formation d'Eskasoni est principalement une suité volcanique bimodale avec des caractéristiques pétrologiques indiquant un environnement tectonique intracontinental. Ses contacts actuels, à la fois avec les roches métamorphiques et plutoniques plus vieilles et avec les formations apparemment susjacentes de Dugald, fossilifere, et de Gregwa, volcanique, sont failles. Notre nouvelle cartographic montre que les formations d'Eskasoni, de Dugald et de Gregwa peuvent être distinguees dans le centre de la ceinture de Bourinot où elles ne l'étaient pas auparavant. Toutefois, on ne peut pas démontrer de continuité entre ces unités du Cambrien moyen et les volcanites datées et les unités sédimentaires associées dans la partie nord de la ceinture de Bourinot. Ainsi, en assumant que les ages U-Pb et palcbntologiques sont corrects, notre interprétation est que cette unité volcanique du Cambrien tardif - Ordovicien inférieur du nord des collines Boisdale soit plus jeune que le Groupe de Bourinot, quoique les données pétrologiques suggèrent qu'elle se soit formée dans un environnement tectonique similaire. La présence dans la ceinture de Bourinot de fossiles caractéristiques de la province faunique acado-baltique semble relier le terrain de Bras d'Or aux autres terrains avaloniens (péri-Gondwana). Toutefois, le terrain de Bras d'Or diffère du terrain adjacent de Mint qui comprend des unités du Cambrien infeérieur autant que moyen et supérieur et ne présente pas de roches volcaniques et plutoniques de cet âge. [Traduit par la rédaction]

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