A revised stratigraphy and depositional history for the Horseshoe Canyon Formation (Upper Cretaceous), southern Alberta plains

The Upper Cretaceous paralic to nonmarine Horseshoe Canyon Formation (HCFm) of southern Alberta is divided into seven mappable members: Strathmore, Drumheller, Horsethief, Morrin, Tolman, Carbon, and Whitemud (bottom to top). This subdivision, based on combined outcrop and subsurface analyses, reflects lithostratigraphic variations related to changes in sea level (previously recognized) and newly documented changes in climate, volcanism, and orogenesis in an evolving foreland basin. Million-year-scale cycles of orogenesis resulted in changes in sediment supply and rates of subsidence in the basin and are interpreted in the context of a simple, two-phase foreland-basin sequence stratigraphic model: (i) overthrust loading resulting in reduced rates of sediment supply and subsidence in the most distal portions of the Alberta foredeep (our field area); (ii) tectonic quiescence leading to increased rates of sediment supply and subsidence during proximal-foredeep rebound. During the first ~2.5 Ma of its history (Strathmore and Drumheller members), the HCFm was tectonically and climatically 'stable', and depositional style and stratigraphic architecture were influenced by vertical aggradation and modest progradation of shorelines. During the remaining ~4.5 Ma (Horsethief, Morrin, Tolman, Carbon, and Whitemud members), there were more complex and frequent changes in climate, volcanism, orogenesis, landscape weathering, and soil formation. Understanding this previously unrecognized complexity is critical for correctly assessing hydrocarbon resource distributions and biostratigraphic and taphonomic patterns. La Formation de Horseshoe Canyon (HCFm) du sud de l'Alberta est divisee en sept membres cartographiables : Strathmore, Drumheller, Horsethief, Morrin, Tolman, Carbon et Whitemud (du bas vers le haut). Cette subdivision, basee sur une combinaison d' analyses de roc affleurant et de roc sous la surface, reflete les variations lithostratigraphiques relatives aux changements du niveau de la mer (reconnus anterieurement) et les nouveaux changements documentes de climat, de volcanisme et d'orogenese dans un bassin d'avant-pays en constante evolution. Des cycles de millions d'annees d'orogenese ont produit des changements dans l' apport de sediments ainsi que dans les taux de subsidence du bassin; ces cycles sont interpretes dans le contexte d'un modele stratigraphique simple de sequence a deux phases de bassin d'avant-pays : (i)un chargement par chevauchement qui reduit les taux d' apport de sediments et de subsidence dans les portions les plus distales de l'avant-fosse de l'Alberta (notre secteur); (ii) une quiescence tectonique qui mene a un accroissement des taux d'apport de sediments et de subsidence lors du soulevement de l'avant-fosse proximale. Au cours des premiers ~2,5 Ma de son histoire (les membres Strathmore et Drumheller), la HCFm etait tectoniquement et climatiquement stable; le style de deposition et l' architecture stratigraphique etaient influences par une aggradation verticale et une legere progradation des littoraux. Au cours des ~4,5 Ma suivants (membres Horsethief, Morrin, Tolman, Carbon et Whitemud), il y eut des changements climatiques plus complexes et plus frequents, ainsi que du volcanisme et des orogeneses; le paysage a ete modifie et des sols ont ete formes. Il est essentiel de comprendre cette complexite, non reconnue anterieurement, pour bien evaluer la distribution des reservoirs d' hydrocarbures ainsi que les formes biostratigraphiques et taphonomiques. [Traduit par la Redaction]
Introduction The stratigraphy of the paralic to nonmarine Upper Cretaceous Horseshoe Canyon Formation (HCFm) in southern Alberta has been described in a succession of publications since the late 1800s (e.g., [...]