Detrital zircon geochronology of ediacaran to cambrian deep-water strata of the Franklinian basin, northern Ellesmere Island, Nunavut: implications for regional stratigraphic correlations

Enigmatic successions of deep-water strata referred to as the Nesmith beds and Grant Land Formation comprise the exposed base of the Franklinian passive margin sequence in northern Ellesmere Island, Nunavut. To test stratigraphic correlations with Ediacaran to Cambrian shallow-water strata of the Franklinian platform that are inferred by regional basin models, >500 detrital zircons from the Nesmith beds and Grant Land Formation were analyzed for sediment provenance analysis using laser ablation (LA-ICP-MS) and ion-microprobe (SIMS) methods. Samples of the Nesmith beds and Grant Land Formation are characterized by 1000-1300,1600-2000, and 2500-2800 Ma detrital zircon age distributions and indicate provenance from rock assemblages of the Laurentian craton. In combination with regional stratigraphic constraints, these data support an Ediacaran to Cambrian paleodrainage model that features the Nesmith beds and Grant Land Formation as the offshore marine parts of a north- to northeast-directed depositional network. Proposed stratigraphic correlations between the Nesmith beds and Ediacaran platformal units of northern Greenland are consistent with the new detrital zircon results. Cambrian stratigraphic correlations within northern Ellesmere Island are permissive, but require further investigation because the Grant Land Formation provenance signatures agree with a third-order sedimentary system that has been homogenized by longshore current or gravity-flow processes, whereas coeval shallow-water strata yield a restricted range of detrital zircon ages and imply sources from local drainage areas or underlying rock units. The detrital zircon signatures of the Franklinian passive margin resemble those for the Cordilleran and Appalachian passive margins of Laurentia, which demonstrates the widespread recycling of North American rock assemblages after late Neoproterozoic continental rifting and breakup of supercontinent Rodinia. Des suites non conventionnelles de strates d'eau profonde, connues sous le nom de lits Nesmith et Formation de Grant Land, comprennent la base affleurant de la sequence de bordure passive franklinienne dans le nord de l'lle d'Ellesmere, au Nunavut. Dans le but de verifier les correlations stratigraphiques avec des strates ediacariennes et cambriennes d'eau peu profonde de la plateforme franklinienne, inferees par une modelisation des bassins regionaux, plus de 500 zircons detritiques des lits Nesmith et de la Formation de Grant Land ont ete analyses pour la provenance des sediments; les methodes utilisees comprennent l'ablation laser-spectrometrie de masse a source a plasma inductif (LA-ICP-MS) et les microanalyses ioniques (SIMS). Des echantillons des lits Nesmith et de la Formation de Grant Land sont caracterises par des distributions d'age de zircons detritiques de 1000-1300,1600-2000 et 2500-2800 Ma; ils proviendraient d'assemblages de roches du craton laurentien. Combinees aux contraintes stratigraphiques regionales, ces donnees supportent un modele de paleodrainage, de l'Ediacarien au Cambrien, lequel montre les lits Nesmith et la Formation de Grand comme etant les parties marines au large d'un reseau de deposition, de direction nord a nord-est. Les correlations proposees entre les lits Nesmith et les unites ediacariennes de plateforme du nord du Groenland concordent avec les nouveaux resultats sur les zircons detritiques. Les correlations stratigraphiques cambriennes a l'interieur de l'lle d'Ellesmere sont facultatives, mais elles demandent plus d'etudes puisque les signatures de provenance de la Formation de Grant Land concordent avec un systeme sedimentaire de troisieme ordre qui a ete homogeneise par les courants littoraux ou les processus d'ecoulement gravitaire, alors que les strates contemporaines d'eau peu profonde ont donne une plage restreinte d'ages des zircons detritiques, impliquant une provenance de drainage local ou d'unites rocheuses sous-jacentes. Les signatures des zircons detritiques de la bordure passive franklinienne ressemblent a celles des bordures passives de la Cordillere et des Appalaches de la Laurentie, ce qui demontre le recyclage etendu des assemblages de roches de l'Amerique du Nord, apres la distension continentale au Neoproterozoique et le fractionnement du supercontinent Rodina. [Traduit par la Redaction]
Introduction The Franklinian basin of the Canadian Arctic Islands and northern Greenland comprises an integral part of the Franklinian passive margin sequence that was deposited along the northern edge of [...]