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The crustal structure of the NE Flemish Cap margin was determined along a 460-km-long refraction/wide-angle reflection seismic transect (FLAME Line) to define the thickness, structure and composition of the crust and uppermost mantle along the line. A P-wave velocity model was developed from forward and inverse modelling of dense airgun shots recorded by 19 ocean bottom seismometers. A coincident multichannel seismic profile was used to guide the modelling as reflections could be identified down to Moho. The model displays a sediment cover of up to 3.6-km-thick, subdivided into three layers with velocities of 1.8-1.9 km s, 2.8-3.1 km s and 4.7-4.8 km s. For the western part of the FLAME Line over Flemish Cap, the P-wave velocity model displays an up to 32-km-thick, three-layer continental crust. The continental crust has velocities of 5.8-6.1 km s, 6.3-6.45 km s and 6.65-6.85 km s and thicknesses of about 5 km, 7 km and 20 km in the upper, middle and lower layers, respectively. The thick continental crust thins to a two-layer, 6-km-thick crust (upper layer is 5.55-6.0 km s and the layer below is 6.65-6.8 km s) over a distance of 45 km. S-wave velocities are determined in the upper layer of the thick continental crust over Flemish Cap and the transition zone by assigning Poisson's ratios in the P-wave velocity model. Comparison of calculated to observed arrival times gives a Poisson's ratio of 0.27 in the upper layer and 0.28 in the layer below, which suggests that the composition of the crust is primarily continental in both the thick crust and the thin crust of the transition zone. The thin continental crust is stretched over a width of 80 km and is underlain by a layer with velocities of 7.5-7.9 km s. We interpret this layer as partially serpentinized mantle, which is consistent with observations from the Newfoundland margin to the south. The serpentinized mantle terminates 30 km seaward of the thick continental crust. At the seaward-most end of the thin continental crust, a prominent ridge feature is observed. The seismic refraction and multichannel seismic data results indicate a mixed character between serpentinized mantle with volcanic extrusions or continental crust. The reflection seismic data show a high relief basement from the ridge feature and seaward. The FLAME Line crosses magnetic anomaly 34 and extends another ∼50 km seaward well into oceanic crust. The ridge is flanked seaward by a two-layer oceanic crust. The upper layer (Layer 2) has velocities of 4.8-5.0 km s for the landward-most 35 km of oceanic crust and 4.8-6.2 km s for the seaward 60 km. The average thickness of Layer 2 is ∼2 km. The lower layer (Layer 3) has velocities of 6.7-7.2 km s and a thickness of ∼3.5 km. The velocity model is consistent with a sharp onset of seafloor spreading seaward of the ridge feature. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

The Eastern Canadian Shield Onshore–Offshore Transect (ECSOOT) of the Lithoprobe program included 1200 km of normal-incidence seismic profiles and seven wide-angle seismic profiles across Archean and Proterozoic rocks of Labrador, northern Quebec, and the surrounding marine areas. Archean crust is 33–44 km thick. P-wave velocity increases downwards from 6.0 to 6.9 km/s. There is moderate crustal reflectivity, but the reflection Moho is unclear. Archean crust that stabilized in the Proterozoic is similar except for greater reflectivity and a well-defined Moho. Proterozoic crust has similar or greater thickness, variable lower crustal velocities, and strong crustal reflectivity. Geodynamic processes of Paleoproterozoic growth of the Canadian Shield are similar to those observed in modern collisional orogens. The suturing of the Archean Core Zone and Superior provinces involved whole-crustal shearing (top to west) in the Core Zone, linked to thin-skinned deformation in the New Quebec Orogen. The Torngat Orogen sutures the Nain Province to the Core Zone and reveals a crustal root, in which Moho descends to 55 km. It formed by transpression and survived because of the lack of postorogenic heating. Accretion of the Makkovik Province to the Nain Province involves delamination at the Moho and distributed strain in the juvenile arcs. Delamination within the lower crust characterizes the accretion of Labradorian crust in the southeastern Grenville Province. Thinning of the crust northwards across the Grenville Front is accentuated by Mesozoic extension that reactivates Proterozoic shear zones. The intrusion of the Mesoproterozoic Nain Plutonic Suite is attributed to a mantle plume ponding at the base of the crust.Le transect du programme Lithoprobe des zones continentales et extracôtières de la partie est du Bouclier canadien (ECSOOT) comprend 1200 km de profils sismiques à incidence normale et sept profils sismiques à grand-angle à travers les roches archéennes et protérozoïques du Labrador, du nord du Québec et des régions marines avoisinantes. La croûte archéenne a une épaisseur de 33 à 44 km. La vitesse de l'onde P augmente vers le bas de 6,0 km s[sup -1] à 6,9 km s[sup -1] . La réflectivité crustale est modérée, mais la réflexion du Moho n'est pas claire. La croûte archéenne qui s'est stabilisée au Protérozoïque est semblable, à l'exception d'une plus grande réflectivité et une discontinuité Moho bien définie. La croûte protérozoïque présente une épaisseur similaire ou plus grande, des vitesses variables pour la croûte inférieure et une forte réflectivité de la croûte. Les processus géodynamiques de croissance du Bouclier canadien au Paléoprotérozoïque sont semblables à ceux observés dans des orogènes de collision modernes. La suture de la zone noyau archéenne et de la Province du Supérieur implique du cisaillement de la croûte entière (du haut vers l'ouest) dans la zone noyau, relié à de la déformation en couches minces dans l'orogène du Nouveau-Québec. L'orogène Torngat suture la Province de Nain à la zone noyau et révèle une racine crustale dans laquelle le Moho descend à 55 km. Cet orogène s'est formé par transpression et a survécu en raison du manque d'élévation de température post-orogénique. L'accrétion de la Province de Makkovik à la Province de Nain implique une délamination au Moho et une distribution des contraintes dans les arcs juvéniles. La délamination à l'intérieur de la croûte inférieure caractérise l'accrétion de la croûte labradorienne dans le sud-est de la Province de Grenville. Un amincissement de la croûte vers le nord à travers le front du Grenville est accentué par une extension, au Mésoprotérozoïque, qui a réactivé les zones de cisaillement protérozoïques. L'intrusion de la Suite plutonique de Nain (Mésoprotérozoïque) est attribuée à un panache du manteau stagnant à la base de la croûte.[Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]

The crustal structure of the eastern Grenville and Makkovik provinces was determined using two onshore–offshore refraction seismic lines of the Lithoprobe Eastern Canadian Shield Onshore–Offshore Transect (ECSOOT). A gravity high in the Hawke River terrane correlates with increased P-wave velocities in the upper 30 km of the crust (6.2–6.7 km/s in the upper and middle crust and 6.9–7.1 km/s below) which we interpret as structure inherited from the Labradorian orogen. Velocities in the adjacent Groswater Bay terrane are 6.0–6.55 km/s in the upper and middle crust and 6.6–6.95 km/s in the lower crust. The entire Grenville crust is underlain by a 15–20 km thick high-velocity lower crustal (HVLC) wedge consisting of an upper layer (7.1–7.4 km/s) and a lower layer (7.6–7.8 km/s). The HVLC wedge is interpreted as an underplated layer formed during Iapetan rifting. This interpretation is based on the correlation with the 615 Ma Long Range dykes onshore and the eastward termination of the wedge at the Cartwright Arch. Similar HVLC layers are found offshore western Newfoundland, suggesting that the underplating may be a continuous feature along the passive Grenvillian margin. The Cartwright Arch is characterized by velocities of 6.4 km/s and 4 km thick sediment sequences (4.3–5.7 km/s) in the surrounding basin, interpreted as an extensional basin with basaltic magmatism within the arch. The Grenville front is clearly marked by a decrease of velocities in the Makkovik Province (5.8–6.4 km/s in the upper and middle crust, 6.65–6.85 km/s in the lower crust) and a gradual thickening of the crust (not including the HVLC layer) from 30 km in the Grenville Province to 35 km in the Makkovik Province.La structure crustale de l'est des provinces de Grenville et de Makkovik a été déterminée en utilisant les données de deux lignes de réfraction sismique du transect Lithoprobe des zones continentales et extracôtières de la partie l'est du Bouclier canadien (ECSOOT, Eastern Canadian Shield Onshore-Offshore Transect). Un maximum gravimétrique dans le terrane de la rivière Hawke concorde avec des augmentations des vitesses de l'onde P dans les 30 km supérieurs de la croûte (6,2–6,7 km/s dans la croûte supérieure et médiane et 6,9–7,1 km/s pour la croûte inférieure) ce que nous interprétons comme une structure héritée de l'orogène labradorien. Les vitesses dans le terrane adjacent de Groswater Bay sont de 6,0–6,55 km/s dans la croûte supérieure et médiane et de 6,6–6,95 km/s dans la croûte inférieure. La croûte du Grenville au complet recouvre un coin de haute vitesse de la croûte inférieure (HVLC) de 15 à 20 km d'épaisseur, lequel comprend une couche supérieure (7,1–7,4 km/s) et une couche inférieure (7,6–7,8 km/s). Ce coin HVLC est interprété comme une couche infraplaque formée au cours de la dérive de l'Iapetus. Cette interprétation est basée sur une corrélation avec les dykes Long Range (615 Ma) sur la côte et l'extrémité est du coin à l'arche Cartwright. Des couches HVLC semblables se retrouvent au large de l'ouest de Terre-Neuve, suggérant que le sous-placage peut être une caractéristique continue le long de la marge passive du Grenville. L'arche Cartwright est caractérisée par des vitesses de 6,4 km/s et les séquences sédimentaires du bassin environnant (4,3–5,7 km/s et 4 km d'épaisseur) sont interprétées comme un bassin d'extension avec du magmatisme basaltique à l'intérieur de l'arche. Le front du Grenville est nettement défini par une diminution des vitesses dans la province de Makkovik (5,8–6,4 km/s pour la croûte supérieure et médiane et 6,65–6,85 km/s pour la croûte inférieure) ainsi qu'un épaississement graduel de la croûte (n'incluant pas la couche HVLC) de 30 km dans le Grenville à 35 km dans la province de Makkovik.[Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Prestack depth-migrated seismic reflection data collected off Flemish Cap on the Newfoundland margin show a structure of abruptly thinning continental crust that leads into an oceanic accretion system. Within continental crust, there is no clear evidence for detachment surfaces analogous to the S reflection off the conjugate Galicia Bank margin, demonstrating a first-order asymmetry in final rift development. Anomalously thin (3-4 km), magmatically produced oceanic crust abuts very thin continental crust and is highly tectonized. This indicates that initial accretion of the oceanic crust was in a magma-limited setting similar to presentday ultraslow spreading environments. Seaward, oceanic crust thins to <1.3 km and exhibits an unusual, highly reflective layering. We propose that a period of magma starvation led to exhumation of mantle in an oceanic core complex that was subsequently buried by deep-marine sheet flows to form this layering. Subsequent seafloor spreading formed normal, ∼6-km-thick oceanic crust. This interpretation implies large fluctuations in the available melt supply during the early stages of seafloor spreading before a more typical slow-spreading system was established. Keywords: continental margin; seafloor spreading; extension tectonics; continental breakup. [ABSTRACT FROM AUTHOR]