Stratigraphy and tectonic significance of the Lower to Middle Devonian McAdams Lake Formation, Cape Breton Island, Nova Scotia

The McAdams Lake Formation consists of a lower member composed of green-grey to black sandstone, silt-stone, shale, and minor conglomerate, and an upper member composed predominantly of grey conglomerate and sandstone, with minor black shale. A lens of red shale, siltstone, and sandstone with minor conglomerate is also present in the upper member. The total thickness of the formation is approximately 1 km. Fossil plant fragments and palynology indicate an age of latest Emsian to Early Eifelian (latest Early to Middle Devonian). The presence of a small, fine-grained quartz syenite intrusion probably led to the previously reported occurrence of volcanic rocks in the formation. Characteristics of the lower member suggest deposition in a shallow lacustrine shoreline setting with intermittent, rapid deposition of coarse sediments in a fan delta near a faulted margin. The upper member is interpreted to represent an increase in topographic relief and a progradation of the fan delta to fill the basin, with braided channels present near the fan delta toe. The presence of carbonaceaous shale in this member indicates intermittent swampy conditions or transgression of lacustrine conditions over the fan delta. The McAdams Lake Formation was deposited on the Mira terrene in a half-graben formed by extension along the boundary between die Mire and Bras d'Or terrenes, at the initial stage of development of the Sydney Basin. A hiatus of ca. 40 Ma occurred between deposition of the McAdams Lake Formation and the unconformably overlying Grantmire Formation. During this time the McAdams Lake Formation underwent a period of compressive deformation that resulted in northeast-trending minor folds on an antiformal structure. The McAdams Lake Formation and equivalent units in Atlantic Canada may represent an earlier Horton-like basin system with similar facies and economic possibilities that have been previously unexplored. RESUME La Formation de McAdams Lake est constitute d'un membre inferieur forme de gres allant du gris verdatre au noir, de siltstone, de schiste et d'une petite quantite de conglomerat, ainsi que d'un membre superieur principalement compose de gres et de conglomerat gris, avec une petite quantite de schiste noir. Une lentille de schiste rouge, de siltstone et de gres accompagnes d'une faible quantite de conglomerat est egalement presente dans le membre superieur. La Formation a une epaisseur totale d'environ un kilometre. Les fragments de plantes fossiles et les donnees palynologiques la situent a la periode du debut de l'Emsien superieur a l'Eifelien inferieur (debut du Devonien inferieur au Devonien moyen). La presence d'une petite intrusion de syenite quartzique a grain fin a probablement mene a l'occurrence de roches volcaniques signalee anterieurement dans la Formation. Les caracteristiques du membre inferieur permettent de supposer une sedimentation orientee le long d'une rive lacustre peu profonde avec accumulation rapide et intermittente de sediments grossiers dans un delta alluvial s'etant forme pres d'un bord faille. On interprete le membre superieur comme une representation d'un accroissement du relief topographique et une progradation du delta alluvial cherchant a remplir le bassin, avec la presence de canaux anastamoses pres du front du delta alluvial. La presence de schiste charbonneux dans ce membre revele des conditions marecageuses intermittentes oð une transgression des conditions lacustres au-dessus du delta alluvial. La Formation de McAdams Lake s'est deposee sur le terrene Mira dans un demi-graben forme par prolongement le long de la limite separant les terrenes Mira et Bras d'Or, au debut du developpement du bassin de Sydney. Un hiatus sedimentaire d'environ 40 Ma est survenu entre le depot de la Formation de McAdams Lake et celui de la Formation sus-jacente discordante de Grantmire. La Formation de McAdams Lake a alors subi une periode de deformation causee par une compression qui a produit des plis orientes vers le nord-est sur une structure antiforme. La Formation de McAdams Lake et les unites equivalentes des provinces de l'Atlantique pourraient representer un systeme de bassin de type Horton offrant des facies semblables et des possibilites economiques auparavant inexplorees. [Traduit par la redaction]