The Athol Syncline: tectonic evolution of a Westphalian A-B depocentre in the Maritimes Basin, Nova Scotia
Authors: Reed B. C. , Nance R. D. , Calder J. H. , Murphy J. B. 
Published: September 2014

In the western Cumberland Basin, Nova Scotia, significant thickening of Westphalian A-B strata towards the axis of the Athol Syncline suggests that development of the syncline coincided with that of the depocentre. This contrasts with stratigraphic relations typical of the Late Paleozoic Maritimes Basin where thinning of Westphalian B strata indicates regional, Late Carboniferous erosion or non-deposition.

Post-depositional structural complications within the Athol Syncline include truncation of its southern limb by a near-vertical, east-west zone of strike-slip faulting. This zone, the Athol-Sand Cove Fault Zone (ASCFZ), has been correlated to the west with a complex zone of faulting exposed on the coast of Chignecto Bay where numerous normal, reverse and oblique-slip displacements suggest predominantly brittle deformation and changes in the sense of strike slip. To the east, the ASCFZ splays north into the Springhill coalfield where it is responsible for complex patterns of normal, reverse and strike-slip faulting within Westphalian A-B coal measures.

Major Late Carboniferous strike-slip faults adjacent to the Athol Syncline record dextral motion south of the Cumberland Basin (on the east-west Cobequid Fault) and possible sinistral motion along the basin's northwestern margin (on the northeast-southwest Harvey-Hopewell Fault). These faults are respectively interpreted to be synthetic and antithetic structures related to a regional dextral shear regime in which the east-northeast-west-southwest Athol Syncline and its associated depocentre formed in response to the direction of local compression during basin development. However, kinematic analyses indicate that post-depositional motion on the ASCFZ was predominantly sinistral. Development of the Athol Syncline is therefore interpreted to have been controlled by dextral, syndepositional transpression during the Late Carboniferous, whereas later, post-depositional displacement across the ASCFZ reflects predominantly sinistral transtension and may be related to the opening of the Fundy Basin which reversed the sense of regional shear during the Middle Triassic.

RÉSUMÉ

Dans la partie ouest du bassin de Cumberland en Nouvelle Écosse, un épaississement important des strates du Westphalien A-B vers Paxe du synclinal d'Athol suggère que le développement du synclinal à coincide avec celui du centre de déposition. Ceci contraste avec les relations stratigraphiques typiques du bassin des Maritimes du Paléozoique tardif où L’amincissement des strates du Westphalien B indique une erosion régionale ou une absence de déposition au Carbonifere tardif.

Les complications strucrurales après déposition à l'intérieur du synclinal d'Athol comprennent la troncature de son flanc sud par une zone de faille de décrochement est-ouest quasi-verticale. Cette zone, la zone de faille d'Athol-Sand Cove (ZFASC), à été correlée vers l'ouest avec une zone de faille complexe éxposée sur la côte de la baie de Chignecto où de nombreux déplacements normaux, inverses et obliques suggerent une déformation principalement cassante et des variations du sens de décrochement. Vers Test, la ZFASC se divise vers le nord dans le bassin houiller de Springhill où elle est responsable d'un reseau complexe de failles normales, inverses et de décrochement dans les séquences houilleres du Westphalien A-B.

Les failles majeures de décrochement du Carbonifère tardif adjacentes au synclinal d'Athol montrent un mouvement dextre au sud du bassin de Cumberland (le long de la faille de Cobequid d'orientation est-ouest) et peut-être un mouvement senestre le long de la bordure nord-ouest du bassin (le long de la faille d'Harvey-Hopewell, d'orientation nord-est - sud-ouest). Ces failles sont interpréters comme des structures synthétiques et antithétiques liées a un régime régional de décrochement dextre responsable de la formation du synclinal d'Athol d'orientation est-nord-est - ouest-sud-ouest et du centre de dépôt associé en réponse à la direction de compression locale durant le développement du bassin. Cependant, des analyses cinematiques indiquent que le mouvement postérieur au dépôt le long de la ZFASC était principalement senestre. Le développement du synclinal d'Athol est done interpréte comme ayant été controle par une transpression dextre contemporaine au dépôt durant le Carbonifère tardif, tandis que le emplacement plus tardif, posterieur au dépôt, de la ZFASC reflete principalement une transtension senestre et pourrait être liée à L’ouverture du bassin de Fundy qui a inversé le sens du cisaillement régional pendant le Trias moyen

[Traduit par la rédaction]