Sequence stratigraphy of the late Carboniferous Clifton Formation, New Brunswick

The Maritimes Basin of Atlantic Canada contains a rich record of Pennsylvanian cyclothems. Previous studies have focused on rapidly subsiding depocenters in the central part of the basin where Carboniferous successions feature cyclic alternations between terrestrial and marginal marine strata. In contrast, the Pennsylvanian Clifton Formation was deposited on the relatively stable New Brunswick platform and contains almost entirely terrestrial strata. Although early studies of the Clifton Formation noted a cyclic architecture, particularly within Member B, this unit has remained understudied. We provide a sedimentological and sequence stratigraphic framework for the lower 85 m of Member B and interpret our results relative to a broader regional framework. Near the base of the study interval, the highstand systems tract is composed of red floodplain mudrocks; overlying sequence boundaries are composed of calcretes and (or) channels. The transgressive systems tract and maximumflooding surface are representedby coals and aquatic bivalve-bearing mudrocks. Moving upward through the section, the architecture of the highstand systems tract remains largely unchanged while sequence-bounding paleosols become less well developed, the transgressive systems tract becomes thinner and eventually not preserved, and the maximum flooding surface is only occasionally preserved, possibly represented by carbonaceous shales. These changes in cyclic architecture may be attributed to changes in the magnitude of glacioeustatic fluctuations, climate, and (or) the accommodation/sediment supply ratio. The results of this study show that the Clifton Formation represents the terrestrial/proximal endmember for cyclicity in the Maritimes Basin and provide new insight into paleotopography as a possible control on cyclothem architecture. Key words: sequence stratigraphy, sedimentology, cyclicity, Clifton Formation, Maritimes Basin. Le bassin des Maritimes du Canada atlantique contient un riche registre de cyclothèmes pennsylvaniens. Les études antérieures se sont concentrées sur des centres de dépôt à subsidence rapide dans la partie centrale du bassin, où des successions carbonifères présentent des alternances cycliques de strates terrestres et de la marge océanique. En revanche, la Formation pennsylvanienne de Clifton a été déposée sur la plateforme relativement stable du Nouveau-Brunswick et est composée presque exclusivement de strates terrestres. Bien que des études antérieures de la Formation de Clifton aient noté une architecture cyclique, particulièrement dans son membre B, cette unité demeure sous-étudiée. Nous présentons un cadre sédimentologique et de stratigraphie séquentielle pour les 85 m inférieurs du membre B et interprétons nos résultats par rapport à un cadre régional plus large. Près de la base de l'intervalle étudié, un cortège de haut niveau est composé de mudrocks rouges de plaine inondable; les limites de séquence sus-jacentes sont composées de calcrètes ou de dépôts de chenaux. Le cortège transgressif et la surface d'inondation maximale sont représentés par des charbons et des mudrocks à bivalves aquatiques. Plus haut dans la coupe, l'architecture du cortège de haut niveau demeure largement inchangée, alors que les paléosols définissant des limites de séquence deviennent moins bien développés, le cortège transgressif devient plus mince, jusqu'à n'être plus préservé, et la surface d'inondation maximale n'est qu'occasionnellement préservée et possiblement représentée par des schistes charbonneux. Ces variations de l'architecture cyclique peuvent être attribuées à des variations de la magnitude des fluctuations glacioeustatiques, du climat ou du rapport entre l'espace disponible et l'apport de sédiments. Les résultats de l'étude montrent que la Formation de Clifton représente le membre de l'extrémité terrestre/proximale en ce qui concerne la cyclicité dans le bassin des Maritimeset fournit de nouveaux renseignements sur la paléotopographie comme contrôle possible de l'architecture des cyclothèmes. [Traduit par la Rédaction] Mots-clés : stratigraphie séquentielle, sédimentologie, cyclicité, Formation de Clifton, bassin des Maritimes.
Introduction Cyclothems are cyclic, often coal-bearing successions of marine and (or) terrestrial strata typical of late Paleozoic sedimentary basins (e.g., Udden 1912; Wanless and Shepard 1936; Heckel et al. 1998). [...]