Where is the Iapetus suture in northern New England? A study of the Ammonoosuc Volcanics, Bronson Hill terrane, New Hampshire1This article is one of a series of papers published in this CJES Special Issue: In honour of Ward Neale on the theme of Appalachian and Grenvillian geology

The ∼470 Ma Ammonoosuc Volcanics of the Bronson Hill terrane of New Hampshire have back-arc basin basalt compositions. Major and trace element compositions compare favorably to coeval volcanic rocks in the Miramichi Highlands of New Brunswick and the Munsangan and Casco Bay volcanics of Maine, back-arc basin basalts of known peri-Gond- wanan origins. Additionally, the Ammonoosuc Volcanics have Nd and Pb isotopic compositions indicative of peri-Gond- wanan provenance. Thus, the Ammonoosuc Volcanics correlate with Middle Ordovician, peri-Gondwanan, Tetagouche- Exploits back-arc rocks of eastern New England and Maritime Canada. This correlation indicates that the Red Indian Line, the principle Iapetus suture, lies along the western margin of the Bronson Hill terrane. However, the younger (∼450 Ma) Oliverian Plutonic Suite rocks that intruded the Ammonoosuc Volcanics, forming domes along the core of the Bronson Hill anticlinorium, have Laurentian isotopic signatures. This suggests that the Ammonoosuc Volcanics were thrust westwardly over the Laurentian margin, and that Laurentian basement rocks are present under the Bronson Hill terrane. A plausible ex- planation for these relationships is that an easterly dipping subduction zone formed the Ammonoosuc Volcanics in the Tetagoughe-Exploits oceanic tract, just east of the coeval Popelogan arc. With the closure of the Iapetus Ocean, this terrane was thrust over the Laurentian margin. Subsequent to obduction of the Ammonoosuc Volcanics, subduction polarity flipped to the west, with the Oliverian arc resulting from a westerly dipping subduction zone that formed under the Taconic Orog- eny-modified Laurentian margin. Resume : Les roches volcaniques Ammonoosuc, ∼470 Ma, du terrane de Bronson Hill au New Hampshire ont des compo- sitions de bassins basaltiques d'arriere-arc. Les compositions en elements majeurs et traces se comparent favorablement aux roches volcaniques contemporaines des terres hautes de Miramichi au Nouveau-Brunswick et les roches volcaniques de Munsangan et de Casco Bay au Maine, des bassins basaltiques d'arriere-arc d'origine peri-gondwanienne connue. De plus, les roches volcaniques Ammonoosuc ont des compositions d'isotopes de Nd et de Pb qui indiquent leur provenance peri- gondwanienne. Ainsi, les roches volcaniques Ammonoosuc sont correlees avec les roches d'arriere-arc Tetagouche-Exploits, Ordovicien moyen peri-Gondwana, de l'est de la Nouvelle-Angleterre et des provinces maritimes canadiennes. Cette correla- tion signifie que la ligne Red Indian, la principale suture Iapetus, se situe le long de la bordure ouest du terrane de Bronson Hill. Toutefois, les roches de la suite plutonique Olivierian, plus jeune (∼450 Ma), formant des domes le long du cœur de l'anticlinorium Bronson Hill, ont des signatures isotopiques laurentiennes. Cela suggere que les roches volcaniques Ammo- noosuc aient ete chevauchees vers l'ouest par-dessus la bordure laurentienne et que les roches du socle laurentien se retrou- vent sous le terrane de Bronson Hill. Une explication plausible pour ces relations est qu'une zone de subduction a pendage vers l'est a forme les roches volcaniques Ammonoosuc dans l'etendue oceanique Tetagouche-Exploits, tout juste a l'est de l'arc Popelogan contemporain. Avec la fermeture de l'Ocean Iapetus, ce terrane a ete chevauche par-dessus la bordure lau- rentienne. Apres l'obduction des roches volcaniques Ammonoosuc, la polarite de la subduction a bascule vers l'ouest; l'arc Oliverian proviendrait d'une zone de subduction a faible pendage vers l'ouest qui s'est formee sous la bordure laurentienne modifiee par l'orogenese taconienne. (Traduit par la Redaction)