Minimum age of the Neoproterozoic Seven Hundred Acre Island Formation and the tectonic setting of the Islesboro Formation, Islesboro block, Maine
Authors: Stewart David B. , Tucker Robert D. , Ayuso Robert A. , Lux Daniel R. 
Published: September 2014

Two plat formal stratjgraphic sequences occur on Islesboro, Penobscot Bay, Maine. The older Seven Hundred Acre Island Formation is at least 200 m thick, its base is not exposed, and it makes up fault-bounded blocks of siliceous colour-banded dolomitic marble, muscovitc-rich quartzite, coarse-grained splendent muscovitc-gamet-staurolite-andalusite schist, and calcareous metapclite, with minor garnet amphibolile and amphibotitc. It was initially metamorphosed to lower amphibolile fades and was later retrograded to lower grcenschist fades. The lower amphibolile facies metamorphism is Neoproterozoic (670 to 650 Ma) as inferred from the *°Ar/,9Ar high temperature release spectra of hornblende separates. A U-Pb zircon age of 646.7 ± 2.7 Ma obtained for a pegmatite that intruded deformed rocks is taken to be the minimum age of the Formation.

The platformal Islesboro Formation probably unconformably overlies the Seven Hundred Acre Island Formation. It is primarily turbiditic pclitc with many beds of quartzite, impure dolomitic marble, some conglomerate, and a few feldspar-rich volcaniclastic beds and is thought to be either Neoproterozoic or Cambrian. It was metamorphosed only to lower greenschist lades, possibly in the same event that retrograded the Seven Hundred Acre Island Formation.

Geochemical interpretations of minor and trace clement analyses of six amphibolile and four schist samples from the Seven Hundred Acre Island Formation show that the protoliths of the amphibolile samples were intermediate between tholeiitic and within-plate type basaltic flows or dikes that intruded attenuated continental crust, or were eroded from these basalts. Four amphibolile and three schist samples analyzed for Pb isotopes were found to be enriched in radiogenic Pb. The Pb isotonic compositions are similar to those in peri-Gondwanan basement rocks from Atlantic Canada.

The peri-Gondwanan Islesboro block was placed against the peri-Gondwanan Middle and Late Cambrian Ellsworth terrane on the cast by significant Late Silurian strike-slip faulting. The Late Silurian or Early Devonian Turtle Head dextral strike-slip fault separates the Islesboro block from the peri-Gondwanan St. Croix terrane to the west. The timing and nature of the movements of these faults are given from offsets of the isograds around the zircon-dated Laic Silurian Sedgwick Granite (419.5 ± 1.4 Ma) and South Penobscot Intrusive Suite (419.2 ± 2.2 Ma). These terranes and others like them in Atlantic Canada make up a composite terrane that is different from the composite Avalonian terranes sensu siricto of southeastern New England and Atlantic Canada. The composite peri-Gondwanan terrane that included the Islesboro block was amalgamated with the margin of ancestral North America in the Silurian.

RÉSUMÉ

Deux séquences straligraphiques en plates-formes sont présentes à Islesboro. dans la baie Penobscot, au Maine. La Formation àgée de Seven Hundred Acre Island a au moins 200 mètres d'épaisseur; sa base n'affleure pas; et elle comporte des blocs limités par des failles de marbre dolomitique siliceux è rubans de couleur, du quartzite riche en muscovite, du schiste à muscovite-grenal-staurolite-andalousite resplendissant à gros grain et des métapélites calcaircs. avec une quantitié restreinte d'amphibolite et d'amphbolite à grenat. Elle avait initialement subi un métamorphisme jusqu'au faciés amphibolitique inférieur et elle a plus tard régressé à un faciès de schistes verts bas l.e métamorphisme du faciès amphibolitique inférrieur est survenu au cours du Protérozoique supérieur (670 à 650 Ma) d'après ce qu'on peut déduire des spectres de libération à haute température 40Ar39Ar des éléments de la hornblende. L'âge de 646,7 ± 2.7 Ma obtenu par datation au U-Pb à partir de zircon dans 1e cas d'une pegmatite faisant intrusion dans les roches déformées est considéré comme I'âge minimal de la Formation.

La Formation en plate-forme d'lslesboro recouvre probablement de façon discordante la Formation de Seven Hundred Acre Island. Cette formation est principalement constituée de pélite turbiditique comportant de nombreuses strates de quartzite, de marbre dolomitique impur, d'une certaine quantité de conglomérat et de quelques strates volcanoclasliques riches en feldspath. On pensc qu'elle remonte au Protérozoique supérieur ou au Cambrien. Elle s'est seulement métamorphisée jusqu'à un faciès de schisles verts bas. possiblement au cours des mémes circonstances que celles oû a régressé " la Formation de Seven Hundred Acre Island.

Une intérpretation géochimique des analyses des éléments mineurs et des éléments traces de six amphibolites et de quatre schistes de la Formation de Seven Hundred Acre Island révèle que les protolithes des amphibolites ont onstitué des stades intermédiaires entre les écoulements ou les filons inlrusifs basaltiques tholéiitiques et intra-plaques ayant fait intrusion dans la croûte continentale atténuée, ou qu'ils proviennent de l’érosion de ces basaltes. On a constaté que quatre amphibolites et trois schistes dont on a analysé les isotopes de plomb etaient enrich is en plomb radiogénique. Les compositions isoiopiqucs du plomb sont semblables aux roches du socle périgondwanien des provinces atlantiques.

Le bloc périgondwanien d'lslesboro a été placé contre le terrane périgondwanien du Cambrien moyen elt supérieur d'Ellsworth à l’est par la formation de failles décrochantes prononcées au cours du Silurien supérieur. La faille détrochante dextrale du Silurien supérieur ou du Dévonien inférieur de Turtle Head sépare le bloc d’lslesboro du terrane périgondwanien de St. Croix à I'Ouest. Le moment et la nature des mouvements de la formation de ces failles nous sont fournis par les décalages des isogrades obicnus à proximité du granite du Silurien supérieur (situé par dotation à panir de zircon à 419.5 ± 1.4 Ma) ainsi que la suite Penobscot intrusif du Sud (419.2 ± 2.2 Ma). Ces terrenes et d'autres comme eux dans les provinces de l'Atlantique constituent un terrane composite different des terrenes composites avalonicns. au sens strict. presents dans le sud-cst de la Nouvelle-Angleterre et dans les provinces de l'Atlantique. Le terrane composite périgondwanien qui comprend le bloc d'lslesboro a été fusionné à la marge de l'A merique du Nord anccestrale au cours du Silurien.