Geology from Engineering, Urban or Otherwise

Exhortations of the mid-nineteenth century to take advantage of construction activities as sources of geological information have been paid heed only occasionally. While some advantage has been taken of information from engineering activity, most is unrecorded geologically. Geological study of urban areas is complicated by many difficulties and comprehensive treatment requires a permanent staff with appropriate experience. Even though geological data have clearly demonstrable practical use in better use of land resources, urban geology should embrace both practical and curiousity-based research. Thus far, opportunities to gain enormous amounts of information of great practical and scientific value have been commonly ignored. Toronto is Canada's largest and geologically most famous city. The fame is based on its unique Quaternary stratigraphy, which includes lllinoian, Sangamonian, and Wisconsinan deposits, many of which are fossiliferous. Tragic losses of important information about its Quaternary history occur nearly continuously as large scale surface mining continues and little record of the temporary exposures is kept.Les appels lancés au milieu du XIXe s. à profiter de la présence des chantiers de construction pour en tirer des renseignements d'ordre géologique ont reçu bien peu d'attention. Bien qu'on ait tiré certains avantages de l'information fournie par les travaux d'ingénierie, on a rarement constitué de dossiers géologiques. Les études géologiques en milieu urbain font face à de nombreux obstacles et leur traitement exhaustif nécessite un personnel permanent et qualifié. Même si les données géologiques ont clairement démontré leur utilité pratique pour une utilisation plus rationnelle des ressources, la géologie en milieu urbain devrait comprendre à la fois les recherches appliquée et fondamentale. Jusqu'à maintenant on a rarement su saisir les occasions de tirer profit des énormes connaissances de nature scientifique et pratique. Toronto est la plus grande ville du Canada et aussi la plus renommée géologiquement parlant. Cette renommée lui vient de son site qui renferme une stratigraphie du Quaternaire unique, qui comprend des dépôts de l'Illionien, du Sangamonien et du Wisconsinien, dont beaucoup sont fossiles. Malheureusement, des renseignements de première importance sur son évolution quaternaire se perdent presque de façon continue pendant que se poursuit l'exploitation minière à grande échelle, puisqu'on ne consigne à peu près jamais les données sur les sites temporairement mis à nu

Interglacial Beds at Toronto, Ontario

Interglacial sediments have been known to occur at Toronto for about a century. There have been two main periods of attention: first by A. P. Coleman in the early twentieth century; and second mostly by the author and co-workers in the past quarter century. Attention was focussed early on the Don Formation because of its rich fossil assemblages. The Don Formation, consisting of gravel, sand, and clay, is commonly 6 to 9 m thick and has been encountered in outcrop only along the DonValley. However, excavations and borings indicate its presence under much of southern Metropolitan Toronto; it may continue northward along the Laurentian River Valley. Its only continuing, accessible exposure has been the Don Valley Brickyard. Early paleontological study emphasized molluscs, wood, leaves, and a few bones, which suggested a climate warmer than present. More recent studies have stressed microfossils. including pollen, diatoms, ostracodes. molluscs, Cladocera, insects, plant macrofossils, and microvertebrates. Altogether about 500 species have been identified, and the list is growing. Climatic indicators show that the Don Formation represents the declining temperatures of the waning half of an interglaciation. Although the Don Formation is beyond the range of radiocarbon dates and is undated, amino acid analysis on wood and shells support assignment to Sangamonian time. The overlying Scarborough Formation clay and sand, and the Pottery Road Formation sand contain mainly cold-climate fossils. These are in turn overlain by Early, Middle, and Late Wisconsinan tills and interbedded lacustrine sediments with corresponding radiocarbon and thermoluminescence (TL) dates.Les sédiments interglaciaires de Toronto, connus depuis environ un siècle, ont fait l'objet de recherches au cours de deux périodes principales; au début du siècle, d'abord, par A. P. Coleman, puis par l'auteur et ses collègues depuis les 25 dernières années. La Formation de Don a d'abord attiré l'attention en raison de ses riches assemblages de fossiles. Cette formation, constituée de gravier, de sable et d'argile, a habituellement de 6 à 9 m d'épaisseur. On ne l'observe que sous forme d'affleurements ici et là dans la vallée de Don. Toutefois, les excavations et les sondages montrent qu'elle est présente à peu près partout dans le sud de la région métropolitaine; elle pourrait se poursuivre le long de la vallée de la Laurentian River. Le seul endroit où l'on puisse l'observer de façon continue est à la Don Valley Brickyard. Les premières études paléontologiques sur les mollusques, le bois, les feuilles et quelques os indiquaient un climat plus chaud que maintenant. Des études plus récentes ont surtout porté sur les microfossiles, dont le pollen, les diatomées, les ostracodes, les mollusques, les Cladocera, les insectes, les macrofossiles de végétaux et les microvertébrés. Jusqu'à maintenant on a identifié 500 espèces. Les indicateurs climatiques montrent que la Formation de Don reflète les températures en baisse de la moitié déclinante d'un interglaciaire. Bien que cette formation ne puisse être datée au radiocarbone. les analyses des acides aminés sur bois et coquillages semblent confirmer son âge sangamonien. L'argile et le sable de la Formation de Scarborough sus-jacente et le sable de la Formation de Pottery Road renferment surtout des fossiles de climat froid. Ils sont à leur tour recouverts par des tills et des sédiments lacustres interlités datés du Wisconsinien, inférieur, moyen et supérieur.Das Vorkommen interglazialer Sedimente in Toronto ist seit etwa einem Jahrhundert bekannt. Dièse sind wàhrend zwei Hauptperioden erforscht worden: zuerstvon A.P. Coleman zu Beginndes 20. Jahrhunderts und dann vor allem durch den Autor und seine Mitarbeiter im vergangenen Vierteljahrhundert. Zuerst richtete sich die Aufmerksamkeit auf die Don-Formation wegen ihrer reichhaltigen Fossil-Ansammlungen. Die Don-Formation, die aus Kies, Sand und Ton besteht, ist im allgemeinen 6 bis 9 m dick, und man hat sie nur in Aufschlùssen entlang dem Don-Tal vorgefunden. Indessen zeigen Ausschachtungen und Bohrungen, dass sie fast unter dem ganzen Sùden der Stadt-region vorhanden ist, môglicherweise geht sie nordwàrts weiter entlang dem TaI des Laurentian River. Ihr einziger zusammenhângender zugànglicher Aufschluss ist der Don Valley Brickyard gewesen. Die erste palàontologische Untersuchung betonte Weichtiere, HoIz, Blatter und einige Knochen, welche auf ein wàrmeres Klima als gegenwàrtig deuten. Neuere Untersuchungen haben Mikrofossile einschliesslich Pollen. Kieselalgen, Ostracodes, Weichtiere, Cladocera, Insekten, Pflanzen-Makrofossile und Mikrowirbeltiere hervorgehoben. Insgesamt hat man ungefàhr 500 Spezies identifiziert. und die Liste wàchst stàndig an. Klimatische Indikatoren zeigen, dass die Don-Formation die sinkenden Temperaturen der dem Ende zugehenden Hàlfte eines Interglazial spiegelt. Obwohl die Don-Formation ùber die radiokarbon-Klassifizierung hinausgeht und nicht datiert ist, stùtzt die Analyse von Amino-Sàure auf HoIz und Muscheln die Einordnung ins Sangamonium. Der darùberliegende Lehm und Sand der Scarborough-Formation und der Sand der Pottery Road-Formation enthalten hauptsàchlich Fossile kalten Klimas. Dièse wiederum werden ùberlagert von frùhen, mittleren und spâten Wisconsinium Grundmorânen und zwischengebetteten See-Sedimenten mit entsprechenden Radiokarbon - und Thermolumineszenz (TL) - Daten

Algonquin-Nipissing Shorelines, North Bay, Ontario

The general extent, outlet location at North Bay, and shoreline tilt pattern of glacial Lake Algonquin were established by Spencer, Gilbert, Taylor, and Goldthwait about a century ago. Chapman and Harrison in the mid 1900s identified several eastward outlets and suggested correlations to named water planes as retreating ice lowered Algonquin levels. The present work supplements the meagre available North Bay shoreline elevation data with about 30 new points. Probable Cedar Point, Payette, Sheguiandah, and Korah shorelines are identified; several lower levels have no known outlets. Algonquin shoreline tilts are about 1.4 metres per kilometre. Using Nipissing shoreline elevations for correlation, North Bay data are compared with Sudbury data, showing closely similar trends, but with offsets of Algonquin shorelines probably attributable to errors from 120‑kilometre-long projections and 5 000‑year changes in uplift pattern. Of 24 radiocarbon dates compiled from the literature, 16 are on gyttja. Some of these incorporate old carbon error and require further testing with dates on terrestrial plant macrofossils. Available data remain sparse and require more basic mapping to improve ice-margin/shoreline correlations near the outlet area.À North Bay, l’étendue générale et le patron incliné des lignes de rivage du lac glaciaire Algonquin ont été établis par Spencer, Gilbert, Taylor, et Goldthwait au siècle dernier. À la moitié des années 1900, Chapman et Harrison ont observé que plusieurs rivages pointent vers l’est et proposent un lien avec les plans d’eau présents lors du retrait des glaces et à la baisse du niveau d’eau du lac Algonquin. Ce projet ajoute des données sur l’altitude des lignes de rivage à North Bay, avec 30 nouveaux points. Les rivages de Cedar Point, Payette, Sheguiandah et Korah sont identifiés; certains niveaux n’ont pas d’exutoire connu. L’inclinaison du rivage du lac Algonquin est d’environ 1,4 m par km. En comparant l’altitude des lignes de rivage du lac Nipissing et celles de Sudbury, les données de North Bay montrent des tendances similaires, mais le décalage des rivages du lac Algonquin est probablement associé aux erreurs de la projection sur 120 km et des changements de patrons survenus lors du soulèvement durant les derniers 5 000 ans. Sur les 24 dates au radiocarbone disponibles dans la littérature, 16 proviennent du gyttja. Certaines dates ont une erreur liée à l’âge du carbone et demandent une datation plus approfondie des macrofossiles végétaux terrestres. Les données disponibles sont floues et exigent une cartographie de base pour améliorer l’étude de la concordance entre les lignes de rivage et les marges glaciaires

Bedrock Stress Release Features on Manitoulin Island, Ontario

Manitoulin Island has large exposed bedrock plains underlain by Ordovician and Silurian carbonates. The generally flat-lying strata reveal evidence of rock stress reiased by faults at Little Current and by pop-ups elsewhere. Four pop-ups occur at widely separated localities on the island and several other small ridges may be pop-ups. Other bedrock stress-release features may be present but remain undiscovered in the extensively vegetated part of the island.L'île Manitoulin offre de vastes espaces plats de socle dénudé constitué de carbonates de l'Ordovicien et du Silurien. Les couches généralement horizontales révèlent des indices de relâchement de contrainte dans la roche par l'entremise des failles à Little Current et des structures de soulèvement (pop-ups) ailleurs. Quatre soulèvements sont survenus en des lieux très dispersés dans l'île. Plusieurs autres crêtes pourraient en être le résultat. D'autres formes de relâchement de contrainte pourraient être dissimulées dans les parties recouvertes de végétation

ICE-MARGINAL SEDIMENTATION AND PROCESSES OF DIAMICTON DEPOSITION IN LARGE PROGLACIAL LAKES, LAKE ERIE, ONTARIO, CANADA

Detailed studies of coastal cliff exposures through two end moraines form the basis for a model of ice-marginal sedimentation in large ice-contact glacier-fed lakes. The input to the ice marginal environment directly from the glacier included subglacial till and subaquatic flow tills. The subaquatic flow till (thinly-bedded diamicton) was deposited in an apron (up to 1 km wide) along the ice margin. An upward gradient of porewater pressure immediately beyond the ice margin, causing heaving and dilation of the sediments, initiated debris flows of glacially-derived debris (subaquatic flow tills). Most of the stratified sediments in the ice-marginal zone entered the lake by way of a large proglacial stream. Sedimentation was dominated by quasi- or near-continuous density underflows that resulted in the deposition of a sequence of thick rhythmites. The glacier in the Lake Erie Basin most likely behaved like an ice stream, with its movement controlled predominantly by a deforming bed of glacial debris, separating the glacier sole from underlying pre-deposited sediments. The deforming bed is preserved as a massive diamicton layer, interpreted here as subglacially-deposited till.The accepted manuscript in pdf format is listed with the files at the bottom of this page. The presentation of the authors' names and (or) special characters in the title of the manuscript may differ slightly between what is listed on this page and what is listed in the pdf file of the accepted manuscript; that in the pdf file of the accepted manuscript is what was submitted by the author

Evolution of lakes in the Huron basin: Deglaciation to present

Water bodies, ancestral to the present lakes including Lake Huron, first appeared in the southern Great Lakes basin about 15,500 14C years (18,800 cal years) BP during the oscillatory northward retreat of the last (Laurentide) ice sheet from its maximum position south of the Great Lakes watershed. Glacial lakes, impounded by a retreating ice margin on their northern shores, were continuously present after 13,000 14C (15,340 cal) BP for 3000 14C (3900 cal) years. Drainage routings varied in time through the Erie and Michigan basins to the Mississippi River system, a probable source for colonizing aquatic organisms, then to the Ontario basin, and finally northeastward to the Ottawa River valley via the isostatically-depressed North Bay outlet by 10,000 14C (11,470 cal) BP. Water levels were generally low between 10,000 and 7500 14C (11,470 and 8300 cal) BP and may have risen several tens of metres for short periods due to overflow of meltwater from upstream subglacial reservoirs or from glacial lakes impounded by residual ice in the Hudson Bay watershed. About 8000 14C (8890 cal) BP glacial runoff bypassed the Great Lakes, and Huron basin waters descended into hydrologic closure under the influence of the early Holocene dry climate. With increasing precipitation and water supply about 7500 14C (8300 cal) BP the Huron water body again overflowed its North Bay outlet. Differential isostatic uplift (fastest to the north-northeast) raised this outlet and lake level relative to the rest of the basin. The lake finally overflowed southern outlets at Chicago and Port Huron-Sarnia by 5000 14C (5760 cal) BP (during the Nipissing highstand). Enhanced erosion of the latter outlet and continued differential uplift of the basin led to the present configuration of Lake Huron and Georgian Bay. Copyright © 2008 AEHMS