Ediacaran–Middle Paleozoic Oceanic Voyage of Avalonia from Baltica via Gondwana to Laurentia: Paleomagnetic, Faunal and Geological Constraints

Current Ediacaran–Cambrian, paleogeographic reconstructions place Avalonia, Carolinia and Ganderia (Greater Avalonia) at high paleolatitudes off northwestern Gondwana (NW Africa and/or Amazonia), and locate NW Gondwana at either high or low paleolatitudes. All of these reconstructions are incompatible with 550 Ma Avalonian paleomagnetic data, which indicate a paleolatitude of 20–30ºS for Greater Avalonia and oriented with the present-day southeast margin on the northwest side. Ediacaran, Cambrian and Early Ordovician fauna in Avalonia are mainly endemic, which suggests that Greater Avalonia was an island microcontinent. Except for the degree of Ediacaran deformation, the Neoproterozoic geological records of mildly deformed Greater Avalonia and the intensely deformed Bolshezemel block in the Timanian orogen into eastern Baltica raise the possibility that they were originally along strike from one another, passing from an island microcontinent to an arc-continent collisional zone, respectively. Such a location and orientation is consistent with: (i) Ediacaran (580–550 Ma) ridge-trench collision leading to transform motion along the backarc basin; (ii) the reversed, ocean-to-continent polarity of the Ediacaran cratonic island arc recorded in Greater Avalonia; (iii) derivation of 1–2 Ga and 760–590 Ma detrital zircon grains in Greater Avalonia from Baltica and the Bolshezemel block (NE Timanides); and (iv) the similarity of 840–1760 Ma TDM model ages from detrital zircon in pre-Uralian–Timanian and Nd model ages from Greater Avalonia. During the Cambrian, Greater Avalonia rotated 150º counterclockwise ending up off northwestern Gondwana by the beginning of the Ordovician, after which it migrated orthogonally across Iapetus to amalgamate with eastern Laurentia by the Late Ordovician–Early Silurian. SOMMAIRELes reconstitutions paléogéographiques courantes de l’Édiacarien-Cambrien placent l’Avalonie ,la Carolinia et la Ganderia (Grande Avalonie) à de hautes paléolatitudes au nord-ouest du Gondwana (N-O de l'Afrique et/ou de l'Amazonie), et placent le N-O du Gondwana à de hautes ou de basses paléolatitudes.  Toutes ces reconstitutions sont incompatibles avec des données avaloniennes de 550 Ma, lesquelles indiquent une paléolatitude de 20-30º S pour la Grande Avalonie et orientée à la marge sud-est d’aujourd'hui sur le côté nord-ouest.  Les faunes édicacariennes, cambriennes et de l'Ordovicien précoce dans l’Avalonie sont principalement endémiques, ce qui permet de penser que la Grande Avalonie était une île de microcontinent.  Sauf pour le degré de déformation édiacarienne, les registres géologiques néoprotérozoïques d’une Grande Avalonie légèrement déformée et ceux du bloc intensément déformé de Bolshezemel dans l'orogène Timanian dans l’est de la Baltica soulèvent la possibilité qu'ils aient été à l'origine de même direction,  passant d'une île de microcontinent à une zone de collision d’arc continental, respectivement.  Un tel emplacement et une telle orientation sont compatibles avec: (i) un contexte de collision crête-fosse à l’Édiacarien (580-550 Ma) se changeant en un mouvement de transformation le long du bassin d’arrière-arc; (ii) l’inversion de polarité de marine à continentale, de l’arc insulaire cratonique édicarien observé dans la Grande Avalonie; (iii) la présence de grains de zircons détritiques de 1 à 2 Ga et 760-590 Ma de la Grande Avalonie issus de la Baltica et du bloc Bolshezemel (N-E des Timanides); et (iv) la similarité des âges modèles de 840-1760 Ma TDM de zircons détritiques pré-ourallien-timanien, et des âges modèles Nd de la Grande Avalonie.  Durant le Cambrien, la Grande Avalonie a pivoté de 150° dans le sens antihoraire pour se retrouver au nord-ouest du Gondwana au début de l'Ordovicien, après quoi elle a migré orthogonalement à travers l’océan Iapetus pour s’amalgamer à la bordure est de la Laurentie à la fin de l’Ordovicien-début du Silurien

Silurian-Permian palaeocontinental reconstructions and circum-Atlantic tectonics

On the basis of the palaeomagnetic record, supplemented by constraints provided by faunal and tectonic information, reconstructions involving Laurentia, Baltica, Gondwana and numerous continent-like fragments and terranes within the circum-Atlantic Palaeozoic orogenic belts are made for three critical time intervals, late Silurian, early Carboniferous and late Carboniferous-early Permian, all of which bracket important phases of tectonic activity. The late Caledonian-Scandian-Acadian-Ligerian orogenies are due to the predominantly E-W final closure of Iapetus. This phase was followed in mid-Devonian times by a major sinistral megashear along the orogen which eliminated latitudinal separations and resulted in a Pangea-like assembly by the latest Devonian. The final phase involved a rotation of Gondwana with respect to the assembled Euramerican landmass, expressed as late Variscan-Hercynian dextral shear from central Europe to northeastern N America and culminating in the late Carboniferous-Permian Alleghanian orogeny in the Appalachians from New England S and in the Mauritanides

Petrology and geochemistry of Devono-Carboniferous volcanic rocks in Nova Scotia

The Devono-Carboniferous volcanic rocks of Nova Scotia include Middle Devonian basalts from the McAras Brook Formation in the northern Antigonlsh Highlands (Ballantynes Cove and McAras Brook areas), Kiddle Devonian and Carboniferous basalts and rhyolites of the Fountain Lake Group In the Cobequid Highlands and the Upper Devonian-Lower Carboniferous basalts and rhyolites of the Fisset Brook Formation in Cape Breton Island. The volcanic rocks were extruded upon the continental crust in an lntraplate setting. The basalts are tholelitic except those from Ballantynes Cove which are alkaline. All these basalts could have been derived from a similar upper mantle source - garnet peridotite. Rhyolites were probably generated by crustal anatexis related to the ascending basaltic magma. The Devono-Carboniferous volcaniant is probably connected with rifting along faults bounding the Magadalen pull-apart basin. In the Cobequid Highlands, the volcanlsm appears to be spatially and temporally associated with plutonism. RÉSUMÉ Les roches volcaniquée Dévono-Carbonifères de la Nouvelle-Écosse comprennent: les basaltes de la formation McAras Brook (Dévonian moyen) dans la partie nord des hautes-terres d'Antigonlsh (régions de Ballantynes Cove et de McAras Brook); les basaltes et les rhyolites du groupe Fountain Lake (Dévonien moyen et Carbonifère) des monts Cobequid; et les basaltes et rhyolites (Dévonien supérieur-Carbonifère inférieur) de la formation Fisset Brook su l’ile du Cap-Breton. Les roches volcaniquée furent repandues à la surface de la croùte continentale dans un contexte intraplaque. Les basaltes sont tous tholèiltiques à l'exception de ceux de Ballantynes Cove qui sont alcallns. Tous ces basaltes pourralent provenir d'une même source située dans la partie supérieure de manteau terrestre - péridotite à grenat. Les rhyolites résultent probablement de l'anatexie de la croùte associée à la montée du magma basaltique. Le volcanisme Dévono-Carbonifère est probablement relié à une fissuration le long des failles qui encadrent le bassin de déchirement des Madeleines. Dans les monts Cobequid, le volcanisme semble associé de façon spatio-temporelle au plutonisine. [Traduit par le Journal

Silurian-Permian palaeocontinental reconstructions and circum-Atlantic tectonics

On the basis of the palaeomagnetic record, supplemented by constraints provided by faunal and tectonic information, reconstructions involving Laurentia, Baltica, Gondwana and numerous continent-like fragments and terranes within the circum-Atlantic Palaeozoic orogenic belts are made for three critical time intervals, late Silurian, early Carboniferous and late Carboniferous-early Permian, all of which bracket important phases of tectonic activity. The late Caledonian-Scandian-Acadian-Ligerian orogenies are due to the predominantly E-W final closure of Iapetus. This phase was followed in mid-Devonian times by a major sinistral megashear along the orogen which eliminated latitudinal separations and resulted in a Pangea-like assembly by the latest Devonian. The final phase involved a rotation of Gondwana with respect to the assembled Euramerican landmass, expressed as late Variscan-Hercynian dextral shear from central Europe to northeastern N America and culminating in the late Carboniferous-Permian Alleghanian orogeny in the Appalachians from New England S and in the Mauritanides

Observations on the Ichnology of the Meguma Group (? Cambro-Ordovician) of Nova Scotia

The trace fossils Arenicolites variabalis Cirauliahnis montanus and Paleodictyon (Glenodictyum) cf. imperfection from the ?Cambro-Ordovician Meguma Group of Nova Scotia are described in detail. The significance of the occurrence of each of these ichnospecies is also noted. The environmental and stratigraphic ranges of A. variabalis are extended respectively to 'deep water' and the Ordovician; the stratigraphic range of C. montanus is extended to the Ordovician and its presence in the Meguma Group to date represents the first and only recording of the species in the western hemisphere; P. cf, irnperfectum provides additional evidence that at least part of the Goldenville Formation is Ordovician. RÉSUMÉ On décrit en détail les traces fossiles Arenicolites variabalis, Circulichnis montanus et Paleodiotyon (Glenodictyum) cf, imperfection provenant du groupe Meguma (?Cambro-Ordovicien) de la Nouvelle-Ecosse. De plus, l'on met en évidence la signification de la presence de chacune de ces ichnoespèces. On étend l'environnement d'A. variabilis jusqu'en 'eau profonde' et sa portée stratigraphique jusqu'à l'Ordovicien; la portée stratigraphique de C. montanus est étendue à l'Ordovicien et jusqu'à ce jour, le groupe Meguma repréaente le seul endroit dans l'hemisphère ouest oû sa présence est notée; P. cf. imperfectum fournlt une preuve de plus qu'au moins une partie de la formation de Goldenville date de l'Ordovicien. [Traduit par le journal

Superposed Late Paleozoic thermal events in the southwestern Meguma Terrane, Nova Scotia

Cambrian-Devonian sedimentary sequences within southwestern portions of the Meguma Terrane were deformed with attendant development of a regionally penetrative cleavage during low-grade regional metamorphism at ca. 400-410 Ma. Contact aureoles developed during subsequent emplacement of the Port Mouton, Shelburne and Barrington Passage plutons at ca. 370-375 Ma. Amphibole within calc-silicate horizons in the contact zones record internally discordant 40Ar/39Ar age spectra. However, 36Ar/40Ar, 39Ar/40Ar isotope correlations yield ordinate intercept values which approximate atmospheric values, and abscissa ratios corresponding to ages ranging between 38S.1±2.6 Ma and 366.9±5.6 Ma. These are interpreted to date post-contact metamorphic cooling through temperatures required for intracrystalline retention of argon. Biotite and muscovite within northern portions of the contact zones record 340-350 Ma 40Ar/39Ar plateau ages which date later post-metamorphic cooling through the lower temperatures required for mica argon closure. Intracrystalline argon systems within biotite and muscovite in southern portions of the contact zone of the Shelburne and Barrington Passage plutons were variably rejuvenated during a later rehearing associated with emplacement of plutons at ca. 315 Ma (Wedgeport Pluton) and 290 Ma (offshore, subsurface pluton). Temperatures attained during these later thermal events were not sufficient to rejuvenate hornblende argon systems. RÉSUMÉ Dans les portions sub-ouest de la Lanière de Méguma, les séries sédimentaires cambro-dévoniennes ont subi, il y a environ 400-410 Ma, une déformation qui s'accompagna du développement concomitant d'une schistosite pénétrative (à l'échelle régionale) au cours d'un métamorphisme régional de faible intensity. L'emplacement subséquent des plutons de Port Mouton, Shelburnee et Barrington Passage se manifests par l’implantation d'aureoles de métamorphisme vers 370-375 Ma. L'amphibole provenant de niveaux cake-silicates, au sein des zones de contact, présente des patrons d'âge 40Ar/39Ar marques par une discordance interne. En revanche, les courbes de corrélation des isotopes 36Ar/40Ar, 39Ar/40Ar montrent des ordonnées à l'origine se rapprochant des valeurs de l’atmosphere ainsi que des rapports en abcisse correspondant à des âges qui s'étendent de 385,1±2,6 Ma a 366,9±5,6 Ma. Ces âges dateraient, par le biais des températures nécessaires à la rétention intracristalline de l’argon, un refroidissement post-métamorphisme de contact La biotite et la muscovite provenant des portions septentrionales des zones de contact ont fixe des âges limites 40Ar/39Ar de 340-350 Maqui datent un refroidissement post-métamorphe ulténeur à l’aide des tempéraptures plus basse régissant la fermeture de l’argon dans les micas. L'emptacement par la suite d'autres plutons aux alentours de 315 Ma (Pluton de Wedgeport) et 290 Ma {pluton de sous-surf ace en off shore) engendra la réjuvenation à divers degrés des systèmes d'argon intra-cristallin chez la biotite et la muscovite provenant des secteurs méridionaux de la zone de contact des plutons de Shelburne et Barrington Passage. Les températures atteintes lors de ces demiers épisodes thermiques restèrent en deçà de celles auxquelles fait appel la réjuvenation des systèmes d'argon de la hornblende. [Traduit par le journal

Two Rb-Sr Whole Rock Isochrons from Plutons In the Cobequid Highlands, Nova Scotia, Canada

Two Rb-Sr Hhole rock isochrons have been obtained from plutons In the Cobequid Highlands of Nova Scotia: the Debert River and Hart Lake-Byers Lake Plutons. The undeformed, unfoilated Debert River Pluton yielded an age of 596± 70 Ma and an Initial 87Sr/88Sr ratio of 0.7059 ± 0.0007. This age places an upper age limit on the detonation recorded In the Folly River Schist (youngest unit of the Bass River Complex), the d I or I tic Frog Lake Pluton, and the sedimentary rocks immediately north and east of the Debert River Pluton. The Hart Lake-Byers Lake Pluton yielded anageof348±5Maandan Initial 87Sr/88Sr ratio of 0.7046 ± 0.0008. The similarity of this age to that of the adjacent felsic volcanics of the Byers Brook For nation suggests that they are comagmatic and confine that a Carboniferous igneous event forms an Important part of the geological history of the Cobequid Highlands. The Initial 87Sr/88Sr ratio and the blotite-hornblende content of the two granites suggest a mafic Igneous loner crustal source or possible untie component for the magma. RÉSUMÉ Les plutons de Debert River et Hart Lake-Byers Lake dans les monts Cobequld en Nouvel le-Écosse ont livre deux isochrones Rb-Sr de roche globale. Il déformé ni fellé, le pluton de Debert River a donné un âge de 596± 70 Ma et un rapport 87Sr/88Sr initial de 0.7059 ± 0.0007. Ceci place une limite supérieure sur l’âge de la déformation enregistrée dans le schiste de Folly River (L’unité la plus jeune du complexe de Bass River), le pluton diorltique de Frog Lake et dans les roches sédimentaires Jouxtant le pluton de Debert River au nord et à l’est. Le pluton de Hart Lake-Byers Lake à produit un âge de 348 ± 5 Ma et un rapport isotopique 87Sr/88Sr initial de 0.7046 ± 0.008. Cet âge, similaire à ceux des volcanites felslques adjacentes de la formation de Byers Brook, suggére qu'lis sent comagnatiques, signe evident qu'un épisode igné carbonifère forme l’un des faits majeurs de L’histoire géologique des monts Cobequid. Le rapport 87Sr/88Sr initial et la teneur en blotite et hornbIende de ces deux granites suggérent une genèse crustale profonde du magma avec une possible contribution mantellique. [Traduit par le journal

Contiguous rather than discrete Paleozoic histories for the Avalon and Meguma terranes based on detrital zircon data

Upper Ordovician–Lower Devonian strata of the Meguma terrane in the Canadian Appalachians contain zircon populations, including an important Mesoproterozoic zircon population (1.0–1.4 Ga), similar to those in coeval strata of Avalonia, and strongly suggest contiguous rather than discrete histories for these terranes throughout the Paleozoic. That these terranes were juxtaposed throughout the early Paleozoic is indicated by the absence of a Cambrian–Ordovician accretionary event, the lack of intervening suture-zone ophiolitic units, and the similarity of Avalonian and Meguma basement Nd isotope signatures in early Paleozoic igneous suites. As Avalonia had accreted to Laurentia-Baltica by the Early Silurian, these data suggest that the Meguma terrane, like Avalonia, resided along the same (northern) margin of the Rheic Ocean at that time. These conclusions have implications for reconstructions of the northern Gondwanan margin in the early Paleozoic and imply that the Silurian–Devonian Acadian orogeny in Maritime Canada occurred in an Andean-type setting and was not related to collision of the Meguma terrane with the Laurentian margin

Tectonic Plates Come Apart at the Seams

Around the time that the first birds evolved from their reptilian ancestors, between 100 million and 200 million years ago, the Atlantic Ocean was being born. Its creation marked the destruction of the supercontinent Pangea, in which all the land on Earth formed a gigantic, unbroken island surrounded by a worldwide sea