The interplay of regional structure and emplacement mechanisms at the contact of the South Mountain Batholith, Nova Scotia: floor-down or wall-up?

In southern Nova Scotia, the Devonian South Mountain Batholith was emplaced into metasedimentary rocks of the Cambro-Ordovician Meguma Group at ca. 370 Ma. The contact of the eastern end of the South Mountain Batholith transects at a high angle the trace of subhorizontal, upright Acadian (mid-late Devonian) folds formed in the Meguma Group. At two locations, where the contact is well exposed, there are contrasting structures in the country rocks adjacent to Acadian anticlinoria and synclinoria, respectively. Regional folds are affected by ductile deformation where anticlinoria abut the batholith but are undisturbed at the synclinoria. At the anticlinorial contacts, the metasedimentary bedding youngs towards the granite, and granite side-down shear resulted in a belt in which bedding is transposed to a new contact-parallel fabric. Deflection of linear structures that were initially horizontal in the Acadian folds (e.g., intersection lineations) illustrates the granite side-down shear. The reorientation of initially horizontal linear structures gradually diminishes as the contact is followed from the anticlinoria to the synclinoria, where the regional fold geometry is preserved right up to the contact, showing that there is no granite side-down shear in the synclinoria at the present level of erosion. Two models that potentially explain this variation in contact structure are discussed. In the first, it is explained as an artifact of emplacement of the batholith late in the growth of the Acadian folds, in which the horizontal, upright anticlinoria amplified and moved upward relative to the pluton. A shear zone was formed parallel to the contact along the thermally softened tip of the anticlinoria. The synclinoria remained fixed vertically and there was no differential movement between granite and country rock. Thus, regional structures and evidence for stoping are most widely preserved in the synclinoria, where they were not overprinted by the marginal shearing. The second model invokes floor-down emplacement of magma into folds of layered sediments with contrasting mechanical properties. The erosion surface within the synclinoria intersects slates of the Halifax Formation with mechanical properties that favour emplacement predominantly by dyking and stoping. Below the level of erosion, the stratigraphically underlying Goldenville Formation, having different mechanical properties than the Halifax, presumably is displaced downwards predominantly by ductile deformation (pure and simple shear). Within the anticlinoria, where the Goldenville Formation is exposed, the requirement of a level pluton floor necessitates that downward deflection is accompanied by relatively high ductile strains in the wall rock. A third possible model that combines features of the syntectonic and floor-down models is an obvious option.Au sud de la Nouvelle-Écosse, le batholite de South Mountain (Dévonien) a été mis en place dans des roches métasédimentaires du Groupe de Meguma (Cambro-ordovicien) il y a environ 370 Ma. Le contact entre l'extrémité est du batholite de South Mountain recoupe, selon un angle élevé, la trace des plis acadiens (Dévonien moyen à tardif) sub-horizontaux et droits formés dans le Groupe de Meguma. À deux endroits, là où le contact affleure bien, il y a des structures contrastantes dans les roches encaissantes respectivement adjacentes aux anticlinoriums et synclinoriums acadiens. Les plis régionaux sont affectés par des déformations ductiles là où les anticlinoriums se butent contre le batholite mais ils ne sont pas perturbés à l'endroit des synclinoriums. Aux contacts des anticlinoriums, le litage métasédimentaire est plus jeune vers le granite et du cisaillement vers le bas du coté du granite a donné une ceinture dans laquelle le litage est transposé en une nouvelle texture parallèle au contact. La déflection de structures linéaires, qui étaient initialement horizontales dans les plis acadiens (par ex. des intersections linéaires), montre le cisaillement dans lequel le granite est vers le bas. La réorientation des structures initialement horizontales et linéaires diminue graduellement au fur et à mesure que l'on suit le contact des anticlinoriums vers les synclinoriums, là où la géométrie des plis régionaux est préservée jusqu'au contact, montrant qu'il n'y a pas de cisaillement vers le bas du granite dans les synclinoriums au niveau actuel d'érosion. Deux modèles sont présentés qui expliquent potentiellement cette variation de la structure de contact. Dans le premier modèle, on l'explique comme une altération artificielle de la mise en place du batholite tard dans la croissance des plis acadiens, dans lesquels les anticlinoriums horizontaux et droits ont été amplifiés et déplacés vers le haut par rapport au pluton. Une zone de cisaillement a été formée parallèlement au contact le long du sommet amolli thermiquement des anticlinoriums. Les synclinoriums sont restés fixés verticalement et il n'y a pas eu de mouvement différentiel entre le granite et la roche encaissante. Ainsi, les structures régionales et les évidences d'assimilation magmatique sont généralement préservées dans les synclinoriums où elles n'ont pas été surimprimées par le cisaillement à la bordure. Le second modèle rappelle la mise en place « plancher vers le bas » du magma dans des plis de couches de sédiments ayant des propriétés mécaniques différentes. La surface d'érosion à l'intérieur des synclinoriums recoupe des schistes ardoisiers de la Formation de Halifax dont les propriétés mécaniques favorisent une mise en place surtout par des dykes et de l'assimilation magmatique. Sous le niveau d'érosion, la Formation de Goldenville sous-jacente, dont les propriétés mécaniques diffèrent de celles de la Formation de Halifax, aurait été déplacée vers le bas surtout par déformation ductile (tout simplement du cisaillement). À l'intérieur des anticlinoriums, là où affleure la Formation de Goldenville, la nécessité d'une surface plane pour le pluton exige que la déflection vers le bas soit accompagnée par des contraintes ductiles relativement élevées dans la roche encaissante. Une autre option évidente serait la possibilité d'un troisième modèle combinant des caractéristiques des modèles syntectoniques et de « plancher vers le bas ».[Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]