Geochemistry of Sainte-Marguerite volcanic rocks: implications for the evolution of Silurian–Devonian volcanism in the Gaspé Peninsula

The Lower Devonian Sainte-Marguerite volcanic rocks are part of a Silurian-Devonian volcanic sequence deposited between the Taconian and Acadian orogenies in the Gaspe Peninsula, Quebec, Canada. The Sainte-Marguerite unit includes basaltic and dacitic lava flows with calc-alkaline and volcanic-arc affinities. Such affinities are also recorded by the trace-element signature in Lower Silurian and most Lower Devonian volcanic units of the Gaspe Peninsula. However, most of the other Silurian-Devonian volcanic rocks occurring in the Gaspe Peninsula have been previously interpreted to have erupted in an intracontinental setting. A back-arc setting for the Gaspe Peninsula between the Taconian and Acadian orogenies could account for these subduction volcanic-arc signatures, though a metasomatized lithospheric mantle magma source, unrelated to subduction, cannot be excluded. Lower Silurian and Lower Devonian volcanic rocks in the central part of the Gaspe Peninsula show an arc affinity, whereas Upper Silurian and Lower to Middle Devonian volcanic rocks, located in the south and north of the Gaspe Peninsula, respectively, show a within- plate affinity. The Lower Devonian Archibald Settlement and Boutet volcanic rocks of the southern and northern Gaspe Peninsula, respectively, show a trend toward a within-plate affinity. This suggests that within-plate volcanism migrated from south to north through time in an evolving back-arc environment and that the subduction signature of Lower Silurian and Lower Devonian rocks results from a source that melted only under the central part of the Gaspe Peninsula. Resume : Les roches volcaniques du Devonien inferieur de Sainte-Marguerite font partie d'une sequence volcanique siluro- devonienne dont l'eruption s'est produite entre les orogeneses taconienne et acadienne en Gaspesie, Quebec, Canada. Les roches volcaniques de Sainte-Marguerite sont constituees de roches basaltiques et dacitiques presentant une affinite calco-alcaline et d'arc volcanique. Cette signature en elements traces est aussi observee dans les roches volcaniques du Silurien inferieur et la plupart des roches du Devonien inferieur de Gaspesie. Cependant, un environnement intraplaque a ete propose pour la majorite des roches volcaniques siluro-devoniennes de la Gaspesie. On propose que la Gaspesie fut situee dans un environnement d'arriere-arc a cette epoque mais une source magmatique metasomatisee preexistante dans le manteau lithospherique sous-jacent, non reliee a de la subduction, ne peut etre exclue. Les roches volcaniques du Silurien inferieur et du Devonien inferieur, dans la partie centrale de la Gaspesie, montrent une affinite d'arc tandis que les roches du Silurien superieur au sud et du Devonien moyen au nord montrent une affinite intra-plaque. Les roches volcaniques du Devonien inferieur des secteurs d'Archibald Settlement et de Boutet, situees respectivement au sud et au nord de la Gaspesie, montrent une tendance vers une affinite intra-plaque. Ceci suggere que le volcanisme intra-plaque a migre du sud au nord a travers le temps dans un environnement d'arriere-arc en evolution et que la signature de subduction observee dans les roches du Silurien inferieur et du Devonien inferieur soit le fruit d'une source qui aurait produit des magmas seulement sous la partie centrale de la peninsule gaspesienne.