Stratigraphy and depositional environment of the Horton Group in the St Marys Basin, central mainland Nova Scotia
Authors: Murphy J. Brendan , Rice Randolph J. 
Published: September 2014

The St. Marys Basin, central mainland Nova Scotia, contains an Upper Devonian(?)-Lower Carboniferous intracontinental alluvial fan-fluviatile-lacustrine basin-fill sequence that occupies the current boundary between the Meguma and Avalon terranes of the Canadian Appalachian orogen. The basin rocks belong to the Horton Group, and are here divided into six partially laterally equivalent formations.

The stratigraphically lowest rocks are predominantly exposed in the central part of the basin in a series of en echelon anticlinal closures. These rocks were deposited in a longitudinal drainage system and represent clastic strata deposited in lacustrine (Little Stewiacke River Formation) and braided fluvial (Barrens Hills and Lochiel formations) environments.

Toward the southern flank of the basin the sequence is essentially a southeast-facing monocline in which the beds coarsen and thicken upward. Along this flank, clastic rocks were predominantly deposited in alluvial fans (Cross Brook and West River St Marys formations) derived from the Meguma terrane to the south. These rocks unconformably overly the Meguma Group, reflecting a decrease in accommodation space and implying that the St. Marys Basin is underlain, at least in part, by Meguma basement.

In the northwestern part of the basin, clastic sedimentary rocks have mixed Avalonian-Meguma provenance (Graham Hill Formation) reflecting influence of the Avalonian margin to the north and confirming the status of the Horton Group as a post-Acadian overstep sequence.

The deposition of coarse conglomerate along the southern flank of the basin suggests a strong tectonic influence on sedimentation where subsidence along this basin margin occurred along northerly dipping listric normal faults. In contrast, the character of the sediments does not vary with proximity to the northern margin of the basin (Chedabucto Fault), suggesting that the fault does not constitute the original basin margin, and that an unknown portion of the basin and its Meguma basement have been tectonically removed.

RÉSUMÉ

Le bassin de St. Marys, dans le centre intérieur de la Nouvelle-Écosse, abrite une séquence de remplissage de bassin alluviale-fluviatile-lacustre continentale du Dévonien supérieur (?) au Carbonifère inférieur occupant la limite actuelle entre les terranes de Meguma et d'Avalon de l'orogéne des Appalaches canadiennes. Les roches du bassin font partie du groupe de Horton et el les se divisent en cet endroit en six formations partiellement équivalentes lateralement.

Les roches les plus basses du point de vue stratigraphique affleurent principalement dans la partie centrale du bassin sous forme d'une série de fermetures d'anticlinaux en échelons. Ces roches se sont déposées le long d'un réseau hydrographique longitudinal et elles se manifestent par des strates clastiques s'étant déposées dans des milieux lacustres (Formation de Little Stewiacke River) et fluviaux anastomosés (formations de Barrens Hills et de Lochiel).

Vers le flanc méridional du bassin, la séquence constitue essentiellement une structure monoclinale orientée vers le sud-est dans laquelle les strates deviennent plus grossières et s'epaississent en allant vers le haut. Le long de ce flanc, les roches clastiques se sont surtout déposées en cônes alluviaux (formations de Cross Brook et de West River St. Marys) provenant du terrane de Meguma, au sud. Ces roches recouvrent de facon discordante le groupe de Meguma, ce qui est révèlateur d'une diminution de l'espace disponible et laisse supposer que le bassin St. Marys repose, du moins en partie, sur le socle de Meguma.

Dans le nord-ouest du bassin, les roches sédimentaires clastiques proviennent a la fois des terranes d'Avalon et de Meguma (Formation de Graham Hill). Cette origine mixte témoigne de 1'influence de la marge d'Avalon au nord et elle confirme que le groupe de Horton constitue une séquence discordante ulterieure a l'Acadien.

L'accumulation de conglomérat grossier le long du flanc méridional du bassin laisse supposer une forte influence tectonique sur la sédimentation dans le secteur où est survenu un affaissement le long de la limite du bassin longeant des failles normales courbes, inclinées vers le nord. Par contraste, le caractere des sediments ne varie pas en fonction de la proximité avec la limite nord du bassin (faille de Chedabucto), ce qui semble indiquer que la faille ne constitue pas la limite d'origine du bassin et qu'une partie inconnue du bassin et du socle de Meguma correspondant en ont été tectoniquement écartés.

[Traduit par la rédaction]