Chemostratigraphy and depositional environment of an Ordovician sedimentary section across the Miramichi Group - Tetagouche Group contact, northeastern New Brunswick

A thick section of Ordovician sedimentary rocks underlies and overlies felsic to mafic volcanic rocks of the Tetagouche Group, Bathurst Mining Camp. The dark grey quartzose slates and siltstones of the Patrick Brook Formation (Miramichi Group) occur below the volcanic rocks, whereas the dark grey to black slates and siltstones of the Boucher Brook Formation (Tetagouche Group) are intercalated with the volcanic rocks and overlie the sequence. The Miramichi-Tctagouche contact represents the interpreted Gander-Dunnage boundary in northeastern New Brunswick. Distinguishing between these two simitar formations is important for stratigraphic and geo-tectonic interpretations of the Bathurst Mining Camp and for exploration in these sequences. The geochemical composition of a semi-con form able section of rocks from the Boucher Brook (Middle to Late? Ordovician) and Patrick Brook (Early to Middle Ordovician) formations was determined to identify geochemical chemostratigraphic discriminants, as well as to determine the depositional environment in which these were deposited. The high AI2O3 and distinctly higher high-field-strength elements (LREE, Th, HREE, and Y) in the Patrick Brook rocks are characteristic of mature sedimentary rocks and indicate intense chemical weathering (tropical environment) in the source regions, which is consistent with their compositional similarity to Avalon-derived shales analogous to Gander Zone sedimentary rocks. The Boucher Brook slates and siltstones are immature sedimentary rocks based on the preservation of albite and the less coherent trace-element systematics to phyllosilicate indices (AI2O3 and K2O). The Boucher Brook Formation is probably derived from the associated volcanic rocks. The higher Mn and Fe and positive Ce/Ce* anomaly in some Boucher Brook Formation compared to the Patrick Brook rocks indicate that the Boucher Brook rocks in this section were deposited in a transitional anoxic/ oxic environment. The Patrick Brook rocks that immediately precede felsic volcanism and formation of massive sulphide deposits are highly reduced based on C and S contents, which is consistent with the sulphur isotope data. Moderately heavy δ34S values are indicative of SO42- reduction to H2S under anoxic conditions, which is significant in the formation and preservation of massive sulphides in the basal Tetagouche sequence. RESUME Une section epaisse de roches sedimentaires de l’Ordovicien est sus-jacente ct sous-jacente a des roches volcanomafiques a volcanofelsiques du groupe de Tetagouche, dans le Camp minier de Bathurst. Des siltstones et des schistes quartzeux gris fonce de la Formation de Patrick Brook (groupe de Miramichi) sont presents au-dessous des roches volcaniques, tandis que des schistes et des siltstones gris fonce a noirs de la formation de Boucher Brook (groupe de Tetagouche) sont intercales dans les roches volcaniques et recouvrent la sequence. La surface de contact de Miramichi-Tetagouche represente ce qu'on interprets comme la limite de Gander-Dunnage dans le nord-est du Nouveau-Brunswick. Il est important d'etablir une distinction entre ces deux formations semblables pour les interpretations stratigraphiques du Camp minier de Bathurst et pour l'exploration dans ces sequences. On a determine la composition geochimique d'une section semi-concordante de roches de Boucher Brook (Ordovicien moyen a tardif? ) et de Patrick Brook (Ordovicien inferieur a moyen) afin de reperer les discriminants chimiostratigraphiques geochimiques ainsi que pour definir le milieu sedimentaire dans lequel ceux-ci ont ete deposes. La quantite prononcee d'Al2O3 et la presence distinctement superieure d'elements d'intensite de champ elevee (elements de terres rares legers, Th, elements de terres rares lourds et Y) dans les roches de Patrick Brook constituent des traits caracterstiques de roches sedimentaires matures; el les temoignent d'une alteration climatique chimique intense (milieu tropical) dans les regions d'origine, ce qui est compatible avec la similarite de leur composition avec les schistes en provenance d'Avalon analogues aux roches sedimentaires de la zone de Gander. Les schistes et les siltstones de Boucher Brook sont des roches sedimentaires immatures basees sur la conservation d'albite et la correlation d'elements traces moins coherents avec les indices de phyllosilicates (AI2O3). La Formation de Boucher Brook provient probabtement de roches volcaniques connexes. La proportion superieure de Mn et de Fe et l’anomalie positive de Ce/Ce* dans certaines parties de la Formation de Boucher Brook revelcnt que les roches de Boucher Brook de cette section ont ete deposees dans un milieu anoxique / oxique de transition. Les roches de Patrick Brook qui ont immediatement precede le volcanisme felsique et la formation de gitcs de sulfures massifs ont, a en juger par Icur teneur en C et en S, subi une reduction importante, ce qui correspond aux donnees isotopiques relatives au soufre. Les valeurs moyennement prononcees de δ34S temoignent d'une reduction du SO42- en H2S dans des conditions anoxiques, un phenomene determinant dans la formation et la conservation des sulfures massifs dans la sequence basale de Tetagouche. [Traduit par la redaction]