Regional Distribution and Internal Stratigraphy of the Lower Mannville

ABSTRACT An isopach map of the transgressive system of the Mannville Group (Lower and basal Middle Mannville) shows that it occurs irregularly over much of the Western Canada sedimentary basin, in topographic lows on the basal unconformity. These lows were created by one or more of the following: 1) salt solution, 2) erosion of underlying rocks creating drainage basins, and 3) tectonic subsidence in western areas, particularly over the Peace River Arch. Five major erosional drainage basins are delineated on the basal unconformity. The basin through Saskatchewan and northeastern Alberta, created by salt solution, drained northwestward onto the Canadian Shield. The major drainage basin in the central portion of the foreland flowed to the northwest, then turned directly westward, as did two other basins between the Pembina ridge and the overthrust belt. A southern basin drained into the United States. The map shows two sets of linear thickness anomalies (NW-SE and NE-SW) where erosion has cut deeper into the underlying rocks. These linear trends are interpreted to be the result of inheritance from one or more tectonic events. Detailed stratigraphic analysis shows that the Lower Mannville includes several unconformities. In the west, the Cadomin Conglomerate is unconformity-bounded. It does not mark the initiation of thrusting and subsidence, but predates this, and was transported into the basin during a period of general uplift. In places, the Cadomin is overlain by a basal sandstone of the Gething Formation (likely equivalent to the Dunlevy and Dalhousie Sandstones of western areas), also interpreted to be unconformity-bounded because of onlap relationships and a channelized upper contact. The mudstone- and coal-dominated typical nonmarine Gething is interrupted by incised valleys at three stratigraphic levels. In central and southern Alberta, the Lower Mannville is also comprised of several unconformity-bounded units within large-scale valleys cut on the basal unconformity. These Aptian deposits (Ellerslie Fm) are easily confused with pre-Mannville valley-fill sands, some as old as Middle Jurassic, and others perhaps equivalent to the Cadomin or basal Gething sandstones in the west. These basal sands may be distinguished from each other by changes in lithology (from pure sandstone to mudstone-dominated fill), petrography (from pure quartzose to lithic sandstones), or on detailed cross-sections which show erosional truncation of units. The Ellerslie Fm is also comprised of a series of unconformity-bounded estuarine to nonmarine sequences, but generally finer-grained than the sands below. In the northeast, a basal Cretaceous sand has been dated as old as Valanginian, and is an erosional remnant of a preMannville unconformity-bounded unit. The overlying McMurray shows three units which are also bounded by unconformities. In one of these, the major channel sands with the large-scale lateral accretion surfaces occur in incised valleys. These unconformities in the Lower Mannville play an important role in controlling reservoir distribution in all areas of basin. RESUME Une carte isopaque du systeme transgressif du groupe Mannville (Mannville inferieur et base du Mannville moyen) demontre qu'il n'est pas distribue de faccon reguliere sur une grande partie du bassin sedimentaire de l'Ouest canadien, qu'il se trouve plus precisement dans des depressions topographiques sur la discordance de base. Ces depressions furent crees par un ou plusieurs des phenomenes suivants: 1) la dissolution de sel, 2) l'eerosion de la roche sousjacente creant ainsi des bassins de drainage, et 3) la subsidence tectonique dans les parties ouest, en particulier audessus de l'arche de Peace River. Cinq importants bassins de drainage erosifs sont delimites sur la discordance de base. Le bassin a travers la Saskatchewan et le nord-est de l'Alberta, cree par la dissolution de sel, se drainait en direction nord-ouest sur le bouclier canadien. Le plus important bassin de drainage dans la partie centrale de l'avant-pays s'ecoula vers le nord-ouest, puis tourna directement vers l'ouest, comme le firent deux autres bassins entre la crete de Pembina et la ceinture de charriage. Un bassin meridional se drainait dans les Etats-Unis. La carte montre deux ensembles End_Page 508------------------------ d'anomalies d'epaisseur lineaires (N-O/S-E, et N-E/S-O) ou l'erosion creusa plus profondement dans les roches sousjacentes; ces elements lineaires sont interpretes comme etant l'heritage d'un ou plusieurs evenements tectoniques. Une analyse stratigraphique detaillee demontre que le Mannville inferieur renferme plusieurs discordances. Dans la partie ouest, le conglomerat Cadomin est limite par une discordance. Il ne marque pas le debut de chevauchement et de subsidence, mais precede ces evenements, et fut transporte dans le bassin lors d'une periode de soulevement general. A certains endroits, le Cadomin est recouvert par un gres de base de la formation Gething (vraisemblablement equivalent aux gres Dunlevy et Dalhousie des parties ouest), aussi interprete comme etant limite par une discordance a cause des relations de transgression et un contact superieur qui demontre un ravinement. La formation Gething, typiquement continentale et dominee par les schistes argileux et le charbon, est interrompue par des vallees encaissees a trois niveaux stratigraphiques differents. Dans le centre et le sud de l'Alberta, le Mannville inferieur est aussi compose de plusieurs unites limitees par des discordances, a l'interieur de vallees a grande echelle formees par ravinement sur la discordance de base. Ces depots de l'Aptien (formation Ellerslie) sont facilement confondus avec des remblais de vallee sableux pre-Mannville, certains aussi vieux que le Jurassique moyen, et avec d'autres peut-etre equivalents au Cadomin ou aux gres de base de la formation Gething dans la partie ouest. Ces gres de base peuvent etre differenties les uns des autres par des changements dans la composition de la roche (d'un gres pur jusqu'a un remblai domine par les schistes argileux), dans la petrographie (d'un pur gres quartzeux a un gres lithique), ou par des correlations detaillees sur des coupes stratigraphiques qui montrent des troncatures erosives des unites. La formation Ellerslie est aussi composees d'une serie de sequences estuariennes a continentales limitees par des discordances, mais montrant generalement une plus faible granulometrie que les gres sous-jacents. Dans le nord-est, un gres de base cretace a ete date aussi ancien que le Valanginien, et est un reste erosif d'une unite pre-Mannville limitee par une discordance. La formation McMurray sus-jacente renferme trois unites qui sont aussi limitees par des discordances. Dans l'une de celles-ci, les gres de chenal importants montrant les surfaces d'accretion laterale a grande echelle se trouvent dans des vallees encaissees. Ces discordances dans le Mannville inferieur jouent un role important dans le controle de la distribution des roches reservoirs dans tous les secteurs du bassin. Traduit par Marc Charest.