Field relationships and petrology of the Late Devonian Fisset Brook Formation in the Cheticamp area, western Cape Breton Island, Nova Scotia

Abstract

The Fisset Brook Formation in the Cheticamp area forms two elongate belts, a western belt which includes the type section of the formation in Fisset Brook and a separate eastern belt. In the western belt, the Fisset Brook Formation consists of (1) a lower, mainly sedimentary unit dominated by a basal conglomerate that overlies Proterozoic to Silurian metamorphic and igneous rocks, (2) a dominant middle part that consists of basaltic flows interlayered with minor red clastic sedimentary rocks, and (3) an upper part that consists mainly of rhyolite flows and tuffs. In the eastern belt, the basal sedimentary unit appears to be absent due to faulting, and the upper felsic unit is thicker than in the western belt. Mafic dykes in overlying sedimentary strata of the Creignish Formation (Horton Group) are petrochemically similar to basalt in the Fisset Brook Formation, and may represent the waning stages of igneous activity in the area, or a separate minor Late Devonian to Early Carboniferous igneous event. Petrological studies of an extensive suite of samples support the results of earlier studies showing that the mafic volcanic rocks are continental, within-plate tholeiites. The rhyolites are similar to within-plate felsic rocks, but lack elevated values of elements such as Zr and Nb that characterize A-type granites. They are probably the extrusive equivalents of voluminous granites of similar age in the Cape Breton Highlands, suggesting that the present exposures of the Fisset Brook Formation may be remnants of more extensive sequences. The stratigraphy, lithology, age, and petrochemical characteristics of the Fisset Brook Formation in the Cheticamp area are very similar to those in the Gillanders Mountain-Lake Ainslie area. RÉSUMÉ La Formation de Fisset Brook dans la region de Chéticamp forme deux ceintures allongees, une ceinture occidentale renfermant le stratotype de la Formation dans le secteur du ruisseau Fisset et une ceinture orientale séparée. Dans la ceinture occidentale, la Formation de Fisset Brook est constitute (1) d'une unite inférieure principalement sédimentaire oð prédomine un conglomérat de base qui recouvre des roches métamorphiques et ignees du Protérozolque au Silurien, (2) une partie mediane predominante qui est principalement volcanique et constitutée de coulées basaltiques interstratifiées, de roches sédimentaires clastiques rouges en petite quantitié, et (3) d'une partie supérieure constituée principalement de coulées rhyolitiques et de tufs. Dans la ceinture orientale, 1'unité sédimentaire de base semble absente en raison d'une dislocation, et l'unité felsique supérieure est plus épaisse que dans la ceinture occidentale. Les dykes mafiques dans les strates sédimentaires sus-jacentes de la Formation de Creignish (groupe Horton) possedent une structure pétrochimique semblable au basalte de la Formation de Fisset Brook et ils pourraient représenter les demiers stades de l'activité éruptive dans le secteur ou un phenomene éruptif mineur distinct qui s'est produit entre le Devonien supérieur et le Carbonifère inférieur. Des études pétrologiques d'une vaste série d'échantillons appuient les resultats d'études anteriéures révèlant que les roches volcanomafiques constituent des tholéiites intra-plaque continentaux. Les rhyolites sont similaires aux roches felsiques intra-plaque, mais elles ne présentent pas les valeurs élevées en éléments comme le Zr et le Nb qui caractérisent les granites de type A. Elles représented probablement les équivalents extrusifs des granites volumineux d'âge analogue des hautes-terres du Cap-Breton, ce qui laisse supposer que les affieurements présents de la Formation de Fisset Brook pourraient constituer les restes de séquences plus éendues. L'âge et les caractéristiques stratigraphiques, lithologiques et pétrochimiques de la Formation de Fisset Brook dans la région de Chéticamp ressemblent infiniment à ceux de la region du mont Gillanders et du lac Ainslie. [Traduit par la rédaction]