Lithospheric structure across the craton-Cordilleran transition of northeastern British Columbia.

The lithospheric structure of the transition from the craton to the Cordillera in northeastern British Columbia is interpreted from inversion of seismic refraction – wide-angle reflection data along a 460-km profile, and from 3-d (3-dimensional) inversion and 2.5-d forward modelling of Bouguer gravity data. The seismic profile extends westward from the sediment-covered edge of cratonic North America across the Foreland and Omineca morphogeological belts to the eastern boundary of accreted terranes, beyond the Tintina Fault. Across the ancient cratonic margin, the resultant models reveal a westward-thickening package of low upper crustal velocities (6.2 km/s and less) and low densities to almost 20 km depth below the Western Canada Sedimentary Basin, overlying a west-facing ramp of higher velocities and densities in the middle and lower crust. These features are inferred to represent passive-margin sediments deposited on the ancient rifted margin during the mid-to-late Proterozoic and early Paleozoic. A wedge-shaped high-velocity (7.3 km/s) crustal layer at the base of the crust beneath the edge of cratonic North America is interpreted to be the result of magmatic underplating during rifting. In the Cordilleran Foreland Belt, high velocities (6.4 km/s) in the upper 5 km of the crust indicate rocks upthrust from the middle crust. A narrow trench of low velocities in the near-surface, which is imaged ~20 km to the west of the inferred location of the Tintina Fault, is interpreted to represent the actual location of the fault or a major splay. From east to west, the Moho decreases in depth from ~40 km to ~34 km below the rifted margin of ancestral North America, then defines a small root at ~38 km depth below the high topography and upper crustal velocities of the eastern Foreland Belt, and gradually shallows to ~34 km beneath the Omineca belt. An enigmatic laterally heterogeneous upper mantle has anomalously high velocities (up to 8.3 km/s) beneath the Foreland Belt, flanked by regions of low velocities (7.7–7.8 km/s). Results indicate that the location of the Cordilleran deformation front west of the ramped cratonic margin directly affected the tectonic evolution of the region.La structure lithosphérique associée à la transition du craton à la Cordillère, dans le nord-est de la Colombie-Britannique, est interprétée à l'aide d'une inversion de données de sismique réfraction–réflexion grand-angle enregistrées sur un profil de 460 km de longueur, jumelée à une inversion tridimensionnelle de données gravimétriques et avec la construction itérative de modèles de densités 2,5-d correspondant aux anomalies gravimétriques de Bouguer mesurées le long du profile sismique. Le profil sismique s'étend à l'ouest de l'ancienne marge du craton nord-américain, maintenant couverte de dépôts sédimentaires, puis traverse le Domaine de l'avant-pays et le Domaine d'Omineca jusqu'à la bordure est de l'ensemble des terranes accrétés, à l'ouest de la faille Tintina. Le long de l'ancienne marge du craton nord-américain, les modèles résultants présentent une région de basses vitesses (< 6,2 km/s) et de basses densités s'épaississant vers l'ouest jusqu'à 20 km de profondeur sous le Bassin Sédimentaire de l'Ouest Canadien. Cette région recouvre une rampe d'échelle crustale inclinée vers l'ouest et caractérisée par de hautes vitesses et de hautes densités dans la croûte médiane et inférieure. Ces traits sont interprétés comme représentant les sédiments d'une marge passive déposés durant le Protérozoïque moyen jusqu'au Phanérozoïque sur l'ancienne marge continentale. Une couche tronquée de hautes vitesses (7,3 km/s) située à la base de la croûte, sous l'ancienne marge du craton nord-américain, est interprétée comme le résultat de plaçage sous la croûte de matériel magmatique durant la période de rifting. Dans le Domaine de l'avant-pays, des vitesses élevées (6,4 km/s) à 5 km de la surface de la croûte indiquent des roches soulevées de la croûte médiane. Un fossé étroit, caractérisé par de basses vitesses et situé près de la surface, est observé 20 km à l'ouest de la localisation actuelle de la faille. Nous déduisons de nos résultats que le fossé représente la position exacte de la faille Tintina ou d'une faille associée avec une large zone de failles. D'est en ouest, la profondeur du Moho diminue d'environ 40 km à 34 km sous l'ancienne marge du craton nord-américain, définie ensuite une racine crustale à environ 38 km de profondeur sous la haute topographie et les hautes vitesses dans la croûte supérieure de la partie orientale du Domaine de l'avant-pays, pour ensuite remonter graduellement jusqu'à environ 34 km sous le Domaine d'Omineca. Un manteau supérieur énigmatique et hétérogène est caractérisé par des vitesses anormalement élevées (jusqu'à 8,3 km/s) sous le Domaine de l'avant-pays flanquées par des régions de basses vitesses (7,7–7,8 km/s). Les résultats indiquent que la position du front de déformation de la Cordillère à l'ouest de la rampe de la marge cratonique a affecté directement l'évolution tectonique de la région. [ABSTRACT FROM AUTHOR]