Silurian tectonic history of Penobscot Bay region, Maine

Early Paleozoic amalgamation of composite terranes was contemporaneous at widely separated regions that were later accreted to either ancestral North America or to Gondwana as those two continents approached each other. Terranes closer to Laurentia amalgamated in the Late Cambrian to Middle Ordovician Penobscottian orogeny and were accreted to ancestral North America in the Middle and to Late Orodovician Taconic orogeny. Peri-Gondwanan terranes formed from Late Cambrian and Early Ordovician rocks were amalgamated in the Late Ordovician and Early Silurian to form the Salinic orogenic belt, now exposed from western Europe to southern New England. Salinic orogenic activity involved extensive thrust faulting and metamorphism, large strike-slip faults, and plutonism, all of which are represented in coastal Maine. In the Penobscot Bay region, Maine, the peri-Gondwanan St. Croix terrane was thrust northwest in the Silurian(?) upon middle amphibolite facies Ordovician and Early Silurian rocks of the Fredericton trough. Seismic reflection profiles show that the thrust fault dips southeasterly at -30° and becomes listric at about 13 ± 2 km. The thrust sheet was broken initially by the Late Silurian Penobscot Bay-Smith Cove-North Blue Hill dextral strike-slip fault which juxtaposed the peri-Gondwanan Ellsworth terrane, followed by emplacement of the South Penobscot Intrusive Suite and by a sequence of strike-slip fault zones each with up to 20 km of dextral Silurian and Early Devonian(?) movement. The strike-slip faults are interpreted to either remain steep until they reach the sole of the thrust sheet or to become listric within the thrust sheet. In the Devonian Acadian orogeny, more outboard terranes with Gondwanan affinities, like the Avalonian terranes in southern New Brunswick and in eastern Massachusetts, were amalgamated with the Silurian orogenic belt, and the resulting composite terrane was accreted to ancestral North America. Acadian deformation, mcta-morphism, and plutonism are superimposed on the Silurian orogen, blurring or obliterating the evidence of Silurian orogeny. RESUME Le fusionnement du Paleozoique inferieur des formations geologiques composites a ete simultane dans des regions tres separees qui ont ulterieurement ete accolees, soit a l'Amerique du Nord ancestrale, soit au Gondwana, au fur et a mesure que les deux continents se sont rapproches l'un de l'autre. Les formations geologiques plus proches du bouclier laurentien se sont fusionnees a l'Amerique du Nord au cours de l'orogenese Taconique de l'Ordovicien moyen a superieur. Les formations geologiques perigondwaniennes formees de roches du Cambrien superieur a l'Ordovicien inferieur ont ete fusionnees au cours de l'Ordovicien superieur et du Silurien inferieur pour former la ceinture orogenique Salinique, maintenant decouverte a partir de l'Europe occidentale jusqu'au sud de la Nouvclle-Angleterre. L'activite orogenique salinique a comporte un metamorphisme et une dislocation de compression importants, des decrochcments etendus et le plutonisme, des phenomenes qui sont tous representes sur la cote du Maine. Dans la region de Penobsquot Bay, au Maine, la formation geologique perigondwanienne de St. Croix a ete poussee vers le nord-ouest pendant le Silurien (?) sur les roches de l'Ordovicien et du Silurien inferieur du facies intermediate a amphibolite de la depression de Fredericton. Les profits de reflexion sismique montrent que la faille de compression s'incline vers le sud-est selon un angle de 30° et qu'elle devient courbe apres environ 13 ± 2 km. La nappe avait initialement ete fracturee par le decrochement dextre du Silurien superieur de Penobsquot Bay-Smith Cove-North Blue Hill qui avait juxtapose la formation perigondwanienne d'Ellsworth, evenement suivi par le positionnement du cortege intrusif de South Penobsquot et par une sequence de zones de decrochements accusant chacun jusqu'a 20 km de deplacement dextre au cours du Silurien et du Devonien inferieur (?). On interprete les decrochements comme des accidents qui restent abrupts jusqu'a ce qu'ils atteignent la surface inferieure de la nappe ou comme des failles devenant courbes a l'interieur de la nappe. Au cours de l'orogenese Acadienne du Devonien, d'autres formations geologiques exterieures ayant des affinites avec le Gondwana, comme la formation geologique d'Avalon, dans le sud du Nouveau-Brunswick, et dans Test du Massachusetts, ont ete fusionnees avec la ceinture orogenique Silurienne, et la formation composite qui en est resultee a ete accoiee a l'Amerique du Nord ancestrale. La deformation, le metamorphisme et le plutonisme Acadiens sont superposed par-dessus l'orogene du Silurien, ce qui efface et brouille la preuve de l'orogenese Silurienne. [Traduit par la redaction]