Geology of and climatic indicators in the Westphalian A New Glasgow formation, Nova Scotia, Canada: implications for the genesis of coal and of sandstone-hosted lead deposits

Abstract

By the Late Carboniferous, Late Paleozoic northward drift of the continent Laurentia had carried Nova Scotia from the southern dry climate belt into the equatorial rainy belt. Carboniferous amalgamation of Laurentia with the southern continent Gondwana enclosed the area within the new supercontinent Pangea, imposing a gradually drying seasonal tropical climate. Disagreement exists on whether the early Pennsylvanian climate of the Euramerican coal province was everwet or seasonal. Abundant paleopedological evidence, including calcrete-bearing vertisols, shows that during formation of Westphalian C to Stephanian coals in Nova Scotia, the climate was tropical and seasonal with a pronounced dry season, but interpretation of Westphalian A-B coal-bearing sequences lacks this form of evidence. Development of calcrete-bearing vertisols in alluvial fan deposits of the Westphalian A New Glasgow formation indicate that a tropical climate with a pronounced dry season was already in force by early Westphalian time. During the dry season, the coal swamps of the early Westphalian Joggins and Springhill Mines formations were fed by groundwater from coeval alluvial fan deposits of the Polly Brook Formation at the basin margin. Sedimento-logical evidence indicates that, similarly, groundwater flowed northward from the toe of the New Glasgow alluvial fan, but correlative palustrine sediments have not been found on land in the New Glasgow area. The possibility remains of an early Westphalian coalfield associated with die New Glasgow formation to the north under die Northumberland Strait and Gulf of St. Lawrence. Formation of the Yava sandstone-hosted lead deposit in the fluvial Silver Mine Formation of Cape Breton Island, a stratigraphic equivalent of the Cumberland Basin coal swamps, indicates that such deposits can form in fluvial strata deposited under a tropical seasonal climate with a pronounced dry season. RÉSUMÉ A la fin du Carbonifere supérieur, le déplacement vers le nord du Paleozolque supérieur du continent laurentien avait emporté la Nouvelle-&#xX9;cosse de la ceinture climatique sèche du Sud à la ceinture des pluies équatoriales. La fusion carbonifère du continent laurentien avec le continent méridional du Gondwana avait inseré la région à l'intérieur du nouveau supercontinent de la Pangée, imposant un climat tropical saisonnier qui s'est graduellement asséché. Certains croient que le climat du Pennsylvanien précoce de la province houillère euraméricaine était continuellement humide tandis que d'autres croient qu'il l'était de facon saisonnière. De nombreux indices paleopedologiques, dont des vertisols calcrétiferes, révèlent qu'au cours de la formation des charbons du Westphalien C au Stéphanien en Nouvelle-Écosse, le climat était tropical et saisonnier, avec une saison sèche prononcée, mais 1'interprétation des séquences carbonifères du Westphalien A-B ne fournit pas ce type d'indices. Le développement de vertisols calcrétiferes dans les gites en cones alluviaux de la Formation du Westphalien A de New Glasgow signale que la region bénéficiait déjà d'un climat tropical comportant une saison seche prononcee à l'étage du Westphalien inférieur. Pendant la saison sèche, les marecéges houillers des formations du Westphalien inférieur de Joggins et de Springhill Mines étaient alimentées par l'eau souterraine des gites en cones alluviaux contemporains de la Formation de Polly Brook, à la limite du bassin. Des indices sédimentologiques révèlent que, similairement, l'eau souterraine s'est dirigée vers le nord depuis le front du cúne alluvial de New Glasgow, mais on n'a pas trouvé de sédiments palustres corrélatifs sur le sol dans le secteur de New Glasgow. Il reste possible qu'un terrain houiller du Westphalien inférieur ait été associé à la Formation de New Glasgow au nord, sous le détroit de Northumberland et le golfe du Saint-Laurent. La formation du gite de plomb inclus dans du grès de Yava à l'intérieur de la Formation fluviatile de Silver Mine dans l'ile du Cap-Breton, un équivalent stratigraphique des marecéges houillers du bassin de Cumberland, révèle que ce genre de gites peut se former dans des strates fluviatiles en presence d'un climat tropical saisonnier comportant une saison sèche prononcée. [Traduit par la rédaction]