A Mechanism for Tectonic Inheritance at Transform Faults of the Iapetan Margin of Laurentia

Transform faults along the Iapetan rifted continental margin of Laurentia offset the continental rift and/or bound domains of oppositely dipping low-angle detachments. Rift-parallel and transform-parallel intracratonic fault systems extend into continental crust inboard from the rifted margin. Ages of synrift igneous rocks, ranging from 765 to 530 Ma, document non-systematic diachroneity of rifting along the Iapetan margin. Synrift sedimentary accumulations show abrupt variations in thickness across transform faults, and some concentrations of synrift igneous rocks are distributed along transform faults and transform-parallel intracratonic fault systems. The greatest thicknesses of Cambrian–Ordovician passive-margin shelf-carbonate deposits are along transform margins and in continental-margin basins along transform faults, as well as along transform-parallel intracratonic fault systems, indicating anomalously great post-rift thermal subsidence along transform faults. Along the Ordovician–Permian Appalachian-Ouachita orogenic belt, a diachronous array of synorogenic clastic wedges fills foreland basins, recording tectonic-load-driven flexural subsidence of the lithosphere. The greatest thicknesses of synorogenic clastic wedges of all ages are consistently in foreland basins along transform margins and inboard from intersections of transform faults with the rifted margin, indicating systematically weaker lithosphere along transform faults. The distinctive and pervasive properties and behaviour of the lithosphere along transform faults in successive tectonic settings suggest fundamental controls on tectonic inheritance at transform faults. Recent models for continental rifting incorporate ductile extension of the mantle lithosphere beneath brittle extension of the crust; the domain of ductile extension of the mantle lithosphere may reach significantly inboard from the rifted margin of the brittle crust, accounting for rift-parallel extensional faults in the crust inboard from the rifted margin. A transform offset of a rift in brittle crust requires a similar offset in ductile extension of the mantle lithosphere, leading to differential ductile flow on opposite sides of the transform and imparting a transform-parallel distributed-shear fabric. Transform-parallel distributed shear in the mantle lithosphere provides a mechanism for brittle transform-parallel fault systems in the continental crust. Studies of seismic anisotropy show fast directions parallel with transform faults, indicating systematic orientation of crystals through transform-parallel distributed shear in the mantle lithosphere.SOMMAIRELes failles transformantes le long de la marge continentale divergente japetienne de la Laurentie decalent le rift continental et/ou les domaines accretes en des decollements a pendages opposes faibles. Des systemes de failles intracratoniques paralleles au rift, et paralleles a la transformation, penetrent vers l’interieur de la croute continentale a partir de la marge de rift. Les âges des roches ignees syn-rift, entre 765 Ma et 530 Ma, temoignent d’une activite de rifting diachronique non-systematique le long de la marge japetienne. Des empilements sedimentaires syn-rifts montrent des variations abruptes d’epaisseur d’une faille transformante a l’autre, et des concentrations de roches ignees syn-rifts se repartissent le long des systemes de failles transformantes et de failles intracratoniques paralleles. Les accumulations les plus epaisses de carbonates de plateforme de marge continentale passive se trouvent le long des marges de cisaillement et dans les bassins de marge continentale le long de failles transformantes, de meme qu’au long des systemes de failles intracratoniques paralleles, evoquant une subsidence anormalement forte le long des failles transformantes. Le long de la bande orogenique ordovicienne-permienne Appalaches-Ouachita, une gamme diachronique de prismes clastiques synorogeniques remplit les bassins d’avant-pays, attestant d’une subsidence par flexure lithospherique d’origine tectonique. Les plus grandes epaisseurs de prismes clastiques synorogeniques a tous les âges sont toujours situees dans les bassins d’avant-pays le long des marges transformantes, et vers l’interieur, a partir des intersections des failles transformantes avec la marge de rift, indiquant une lithosphere systematiquement plus fragile le long des failles transformantes. Les proprietes particulieres et le comportement generalises de la lithosphere le long des failles transformantes dans les contextes tectoniques successifs sont la marque de controles fondamentaux sur l'heritage tectonique des failles transformantes. Les modeles recents de rifting continental comportent une extension ductile de la lithosphere mantellique sous l’extension cassante de la croute; le domaine d'extension ductile de la lithosphere mantellique peut s’etendre significativement vers l’interieur de la marge de divergence de la croute cassante, d’ou les failles d'extension parallele au rift, a l’interieur de la croute de la marge de divergence. Un decalage de transformation de rift de la croute comporte un decalage du meme genre de l’extension ductile de la lithosphere mantellique, ce qui implique un differentiel de flux ductile sur les bords opposes de la transformation, d’ou cette fabrique d’extension parallele a la transformation. L’extension parallele a la transformation de la lithosphere mantellique fournit un mecanisme qui explique les systemes de failles transformantes paralleles dans la croute continentale. Les etudes de l’anisotropie sismique montre les grandes vitesses de propagation paralleles aux failles de transformations, ce qui indique une orientation systematique des cristaux induite par une extension repartie selon les cassures transformantes dans la lithosphere mantellique.