A Facies Approach to the Stratigraphic Analysis of Late Wisconsinan Sediments in the Portal Creek Area, Jasper National Park, Alberta

Glacial diamictons described and sampled during regional stratigraphie studies in Jasper National Park, Alberta, Canada, are categorized using a facies approach. The classification scheme is based on objective field criteria but it is designed to ultimately aid in genetic interpretations of the described deposits which are required for meaningful stratigraphie correlations. The utility of the facies approach in solving stratigraphie problems is tested by the analysis of a complex sequence of glacial diamictons in the Portal Creek area. Genetic interpretations placed on the facies were supported by general agreement between theoretical and observed facies sequences, and proved useful in solving stratigraphie problems. Stratigraphic and provenance studies in the Portal Creek region reveal three major sediment packages of distinct provenance indicating that three separate glacial episodes may have occurred. However, an environment analysis of the deposits shows that the oldest two groups of sediment probably were deposited during the same episode. Changes in till provenance are believed to be the result of fluctuations in the dominance of two confluent glaciers originating in different valleys. The facies analysis supports the stratigraphie evidence that the third sedimentary package was deposited in a distinct glacial episode at a significantly later time than the underlying deposits. Although stratigraphie correlations with dated sediments are tentative, both glacial events recorded in the Portal Creek strati-graphic record are presumed to be Late Wisconsinan in age.Au cours d'études régionales portant sur la stratigraphie, les diamictons d'origine glaciaire, d'abord décrits puis échantillonnés, ont été classés en différents faciès. La classification, fondée sur des critères objectifs de terrain, a été conçue en vue de l'interprétation génétique des dépôts nécessaire à l'établissement de bonnes corrélations stratigraphiques. L'analyse d'une séquence complexe de diamictons d'origine glaciaire de la région de Portal Creek a servi à vérifier les avantages d'une telle approche pour résoudre des problèmes d'ordre stratigraphique. L'interprétation génétique faite à partir des faciès a été corroborée par la concordance entre les séquences de faciès et s'est révélée efficace pour résoudre des problèmes de stratigraphie. Les études menées sur la stratigraphie et l'origine des sédiments de la région de Portal Creek font ressortir trois ensembles de sédiments, chacun d'origine différente, ce qui suppose l'existence de trois périodes glaciaires distinctes. Toutefois, l'analyse du milieu des dépôts démontre que les deux groupes de sédiments plus anciens ont probablement été mis en place au cours de la même période. On croit que les différences quant à l'origine s'expliquent par la prédominance périodique de l'un ou l'autre des deux glaciers de vallée qui s'écoulaient en confluence. L'analyse des faciès confirme les données stratigraphiques qui établissent que le troisième ensemble de sédiments se soit mis en place au cours d'un épisode glaciaire survenu plus tard. Bien que les corrélations stratigrpahiques entre les sédiments datés n'aient été établies qu'à titre d'essai, on croit que les épisodes glaciaires observés dans la stratigraphie de Portal Creek appartiennent tous au Wisconsinien supérieur.Glaziale Diamiktons, die wàhrend regionaler stratigraphischer Studien zunàchst beschrieben und von denen dann Proben genommen wurden, werden mittels einer Fazies-Bestimmung klassifiziert. Das Klassifizierungsschema beruht auf objektiven FeId-Kriterien, aber es wurde letzten Endes als Hilfsmittel bei den genetischen Interpretationen der beschriebenen Ablagerungen erstellt, welche erforderlich sind, um sinnvolle stratigraphische Korrelationen zu erhalten. Der Nutzen der Fazies-Bestimmung bei der Losung stratigraphischer Problème wird mittels der Analyse einer komplexen Folge glazialer Diamiktons im Gebiet des Portal Creek ùberprùft. Studien der Stratigraphie und der Herkunft der Sedimente im Gebiet des Portai Creek zeigen drei Haupt-Sediment-Einheiten verschiedener Herkunft, was darauf schlieften làBt, dap drei voneinander unabhângige glaziale Episoden aufgetreten sein kônnten. Indessen zeigt eine Umwelt-Analyse der Ablagerungen, daB die zwei àltesten Sediment-Gruppen wahrscheinlich wàhrend derselben Episode abgelagert wurden. Verânderungen in der Herkunft des Till halt man fur das Ergebnis des Wechsels im EinfluB zweier aus unterschiedlichen Tâlern kommenden Gletscher, die zusammenfliepen. Die Fazies-Analyse stùtzt den stratigraphischen Nachweis, dap die dritte Sediment-Einheit in einer anderen glazialen Episode abgelagert wurde, zu einer eindeutig spâteren Zeit als die darunter liegenden Ablagerungen. Obwohl die stratigraphischen Korrelationen mit den datierten Sedimenten nur versuchsweise hergestellt wurden, werden beide glazialen Ereignisse, die in der Stratigraphie des Portai Creek festgehalten sind, als dem spàten Wisconsin zugehôrig betrachtet

The Quaternary Geologic History of the Canadian Rocky Mountains

The Canadian Rocky Mountains figured prominently during the glacial history of western Canada. First as a western limit or boundary to the Laurentide Ice Sheet, second as an eastern margin of the Cordilleran Ice Sheet, and finally as a centre of local Montane ice. Throughout the Quaternary, complex interactions of glacier ice from these three ice sources markedly changed the physical form of the Rocky Mountains, Trench and Foothills areas. Investigations into the Quaternary history of this region have been ongoing since the beginning of the last century. Since about 1950, the number of studies performed in this area have increased significantly. This paper briefly reviews the historical accomplishments of Quaternary work in the region up to the period of about 1950. From this time to the present, individual study efforts are examined in detail according to the three geographic regions: 1) the northern Rocky Mountains (from the Liard Plateau south to the McGregor Plateau), 2) the central Rocky Mountains (from the McGregor Plateau south to the Porcupine Hills) and 3) the southern Rocky Mountains (from the Porcupine Hills south to the international border). In the northern region, geologic data suggest a maximum of two Rocky Mountain glaciations and only one Laurentide glaciation and no ice coalescence. In the central region, three of four Rocky Mountain events, and at least two Laurentide events are known. Only in the central region is there good evidence for ice coalescence, but the timing of this event is not clearly established. In the south, at least three Rocky Mountain episodes and a variable number of Laurentide episodes are recognized. There is no evidence for ice coalescence. A number of facts support the proposal that Cordilleran ice crossed the Continental Divide and joined with local Montane ice at several locations. However, this expansion of western ice occurred before the Late Wisconsinan in all areas but Jasper. In general, the chronological data presented suggest that the Late Wisconsinan glaciation in the Rocky Mountains was a short-lived event which started around or after 20 ka years ago and ended before 12 ka ago.Les montagnes Rocheuses ont constitué un cas particulier au cours de l'évolution glaciaire de l'ouest du Canada. Elles ont d'abord formé la limite occidentale de l'Inlandsis laurentidien, puis la limite orientale de l'Inlandsis de la Cordillère et finalement le centre d'une glaciation alpine locale. Tout au long du Quaternaire, les interactions complexes des glaces à partir de ces trois sources ont modifié de façon sensible l'aspect physique des Rocheuses, du sillon et du piémont. Les études sur l'évolution géologique de la région ont commencé au début du siècle dernier; beaucoup plus nombreuses depuis 1950, elles se sont également diversifiées. On résume d'abord les réalisations jusqu'aux années 50, puis on se penche plus particulièrement sur les travaux accomplis depuis lors dans : 1) la partie septentrionale (du plateau du Liard au plateau du McGregor, au sud); 2) la partie centrale (du plateau du McGregor aux collines Porcupine, au sud); et 3) la partie méridionale (des collines Porcupine à la frontière des É-U., au sud). Dans la partie septentrionale, les données géologiques montrent l'existence d'au plus deux glaciations issues des Rocheuses, une seule glaciation laurentidienne et aucune coalescence des glaces. Dans la partie centrale, on reconnaît l'existence de trois ou quatre glaciations issues des Rocheuses et au moins deux glaciations d'origine laurentidienne. On y observe des indices sur la coalescence des glaces, mais on ne sait pas exactement quand elle s'est produite. Dans le sud, on reconnaît l'existence d'au moins trois glaciations issues des Rocheuses et d'un nombre variable de glaciations d'origine laurentidienne. Il n'y aurait pas eu de coalescence. Un certain nombre de faits appuient l'hypothèse selon laquelle les glaces cordillérennes auraient traversé la ligne de partage des eaux en plusieurs points pour se joindre aux glaces alpines locales. Cependant, cette extension des glaces venant de l'ouest s'est produite avant le Wisconsinien supérieur dans tous les secteurs, sauf à Jasper. De façon générale, les données chronologiques indiquent que la glaciation du Wisconsinien supérieur a été de courte durée dans les Rocheuses (de 20 ka à 12 ka environ).Die kanadischen Rocky Mountains stellen einen Sonderfall in der glazialen Geschichte von Westkanada dar. Zuerst als eine westiiche Grenze oder Trennungslinie zur laurentidischen Eisdecke, dann als ein ôstlicher Rand der Kordilleren-Eisdecke, und schlieBlich als das Zentrum einer lokalen alpinen Vereisung. Während des ganzen Quaternärs haben komplexe Interaktionen von Gletschereis aus diesen drei Eisquellen die physikalische Form der Rocky Mountains, der Trench und Foothill-Gebiete signifikant veràndert. Untersuchungen der Quatemàr-Geschichte dieses Gebiets finden seit dem Beginn des letzten Jahrhunderts statt. Dieser Aufsatz gibt einen kurzen Ùberblick ùber die historischen Leistungen der Arbeit zum Quaternàr in dem Gebiet bis in die 50ger Jahre. Von diesem Zeitpunkt an bis heute werden individuelle Forschungs-bemùhungen im Detail untersucht und zwar zu drei geographischen Gebieten: nôrdlichen, zentralen und sûdlichen Rocky Mountains. Im nôrdlichen Gebiet weisen die geologischen Daten auf maximal zwei Rocky Mountain-Vereisungen und nur eine laurentidische Vereisung und auf keinen Eiszusammen-schluB. Im mittleren Gebiet sind drei von vier Rocky Mountain-Vereisungen und mindesten zwei laurentidische Vereisungen bekannt. Nur im mittleren Gebiet findet man einen klaren Nachweis fur EiszusammenschluB aber die Zeit fur diesen Vorgang kann nicht klar bes-timmt werden. Im Sùden kônnen mindestens drei Rocky Mountain-Vereisungen und eine variable Zahl von laurentidischen Vereisungen erkannt werden. Es gibt keinerlei Hinweis auf EiszusammenschluB. Eine Reihe von Fakten stùtzen die These, daB Eis von den Kordil-leren die Wasserscheidelinie ùberquerte und sich an einigen Plàtzen mit lokalem alpinem Eis vereinigte. Jedoch geschah dièse Ausdehnung westlichen Eises vor dem spâten Wisconsinum in alien Gebieten auBer in Jasper. Im allgemeinen zeigen die vorgelegten chronologischen Daten, daB die Spàt-Wisconsinum-Vereisung in den Rocky Mountains ein kurzlebiges Ereignis war, das vor etwa 20 ka Jahren oder danach begann und vor 12 ka Jahren endete

Pleistocene Stratigraphy of the Athabasca River Valley Region, Rocky Mountains, Alberta

The Pleistocene stratigraphy of the central Canadian Rocky Mountains is described from a region where few studies of Late Quaternary deposits have been conducted. Six informal lithostratigraphic units are recognized from newly mapped exposures in Jasper National Park. The oldest deposits are interpreted as paleofan deposits (Unit 1) and they are overlain by glaciofluvial gravels and sands (Unit 2), glaciolacustrine sediments (Unit 3) and by a glacigenic diamicton sequence (Unit 4) that includes basal till, supraglacial deposits and ice-marginal debris flow sediments. Proximal glaciofluvial gravels, debris flow deposits and minor glaciolacustrine sediments (Unit 5) and paragiacial fan deposits and loess (Unit 6) cap the stratigraphic sequence. Limited chronologic control suggests that nonglacial fluvial and alluvial fan sedimentation began prior to 48 ka and continued throughout the Middle Wisconsinan. Braided stream deposits were accumulating in the Athabasca River valley near Jasper townsite about 29 ka. In the Late Wisconsinan, Rocky Mountain and Cordilleran glaciers advanced through the area, initially damming lakes in a number of Front Range tributary valleys. During déglaciation, ice-marginal glaciofluvial activity and paragiacial debris flows dominated sedimentation. Glacial lakes were limited in extent. A radiocarbon date on shells from one small ice-marginal lake indicates that glaciers were well in retreat by about 12 ka. Alpine glaciers in the region were at or near their present limits by 10 ka.On a reconnu six unités lithostratigraphiques informelles à partir d'affleurements récemment cartographies dans le parc national de Jasper. Les dépôts les plus anciens ont été interprétés comme étant d'anciens cônes de déjection (unité n°1), surmontés par des graviers et des sables fluvioglaciaires (unité n° 2), des sédiments glaciolacustres (unité n° 3) et par une séquence de diamictons (unité n° 4) qui comprend du till de fond, des dépôts supraglaciaires et des sédiments provenant de coulées boueuses de marge glaciaire. Des graviers fluvioglaciaires proximaux, des dépôts de coulée boueuse et des sédiments glaciolacustres (unité n° 5) ainsi que des dépôts de cône de déjection « paraglaciaires » et des loess (unité n° 6) complètent la séquence. L'imprécision chronologique découle du fait que la sédimentation non glaciaire de type fluviatile et alluvionnaire en cône de déjection a commencé avant 48 ka et s'est poursuivie tout au long du Wisconsinien moyen. Les dépôts de cours d'eau anastomosés se sont accumulés dans la vallée de l'Athabasca, près de Jasper, vers 29 ka. Au cours du Wisconsinien supérieur, les glaciers des Rocheuses et de la Cordillère ont couvert la région, édifiant d'abord des barrages dans un bon nombre de vallées tributaires du Front Range. À la déglaciation, l'activité fluvioglaciaire de marge glaciaire et les coulées boueuses « paraglaciaires » étaient les principales formes de sédimentation. Les lacs glaciaires étaient peu étendus. Une date au radiocarbone de coquillages recueillis dans un petit lac de marge glaciaire montre que le retrait glaciaire était en bonne voie vers 12 ka. Les glaciers alpins avaient dès 10 ka atteint à peu près leur limite actuelle.Die Stratigraphie der zentralen kanadischen Rocky Mountains im Pleistozàn wird fur eine Region beschrieben, fur die wenige Studien uber Ablagerungen im spàten Quaternar durchgefuhrt worden sind. Man hat inneu kartographierten Aufschlussen im Jasper Nationalpark sechs informelle lithostrati-graphische Einheiten identifiziert. Die àltesten Ablagerungen werden als Palàoschwemmfâcher gedeutet (Einheit l),und bie sind von glazifluvialem Kies und Sand uberlagert (Einheit 2), glaziallimnischen Sedimenten (Einheit 3) und einer glazigenen Diamiktit-Sequenz (Einheit 4), die Grundtill, supraglaziale Ablagerungen und Sedimente vom SchuttfluB am Eisrand enthàlt. Proximaler glazifluvialer Kies, SchuttfluBablagerungen und geringere glaziallimnische Sedimente (Einheit 5) sowie paraglaziale Schwemmfàcherablagerungen und LoB (Einheit 6) beschlieBen die stratigraphische Sequenz. Die begrenzte chronologische Kontrolle IaBt annehmen, daB die nichtglaziale fluviatile und Schwemmfàcher-Sedimentierung vor 48 ka begann und durch das ganze mittlere Wisconsinium fortdauerte. Verwilderte Stromablagerungen sammelten sich im AthabaskafluBtal in der Nâhe der Stadt Jasper urn etwa 29 ka an. Im spàten Wisconsinium ruckten die Gletscher der Rocky Mountains und der Kordilleren durch das Gebiet voran und dâmmten Seen in einer Reihe von tributàren Tàlern des Front Range. Wàhrend der Enteisung haben glazifluviale Eisrandaktivitàt und paraglazialer SchuttfluB die Sedimentierung beherrscht. Glaziale Seen waren in ihrer Ausdehnung begrenzt. Eine Radiokarbondatierung von Muscheln von einem kleinen Eisrandsee zeigt, daB der Gletscherruckzug urn etwa 12 ka schon eingetreten war. Alpine Gletscher des Gebiets befanden sich urn 10ka an Oder nahe bei ihren heutigen Grenzen

Evaluation of Amino Acid Composition as a Geochronometer in Buried Soils on Mount Kenya, East Africa

A sequence of surface and buried paleosols from the slopes of Mount Kenya, East Africa, has been identified and dated by radiocarbon and amino acid dating techniques in order to elucidate the Quaternary history of the area. Buried paleosols vary in radiocarbon age from 900 to > 40,000 yrs BP. They have developed in glacial and periglacial deposits of variable texture, consisting of a high percentage of clasts of phonolite, basalt and syenite. All but two paleosols are located in the Afroalpine zone (above 3200 m). D/L ratios of amino acids in Ab horizons were determined in order to establish their reliability for relative age dating. Alanine, aspartic acid, glutamic acid, leucine, valine, and phenylalanine were routinely analyzed. Aspartic acid, as in other cases, proved reliable yielding remarkably consistent results, with higher ratios corresponding to increasing age. Other acids analyzed showed distinct trends, although not as convincing as aspartic acid. In most cases, the aspartic acid ratio/ age relationships were supported by radiocarbon dates. D/L ratios of aspartic acid varied from approximately 0.07 for modern samples, to approximately 0.45 in samples > 40,000 years old.On a identifié et daté, au radiocarbone et à l'aide de techniques de datations à l'acide aminé, des paléosols enfouis et de surface afin de comprendre l'évolution quaternaire de la région. Les datations au radiocarbone des paléosols enfouis varient de 900 à plus de 40 000 BP. Les sols se sont développés dans des dépôts glaciaires et périglaciaires de différentes textures, constitués de fragments de roches détritiques, de phonolite, de basalte et de syénite. Tous les paléosols, sauf deux, sont situés dans la zone afroalpine (au-dessus de 3200 m). On a déterminé par racémisation les rapports D/L des acides aminés dans les horizons Ab en vue d'évaluer leur fiabilité pour la datation des âges relatifs. On a fait l'analyse de l'alaline, de l'acide aspartique, de l'acide glutamique, de la leucine, de la valine et du phénylalaline. L'acide aspartique, comme dans d'autres cas, a donné des résultats particulièrement satisfaisants, les quotients plus élevés correspondant aux âges les plus anciens. D'autres acides montraient des tendances bien distinctes, mais moins convaincantes que dans le cas de l'acide aspartique. Ainsi, dans la plupart des cas, les relations quotients/âges de l'acide aspartique étaient corroborées par les datations au radiocarbone. Les rapports D/L de l'acide aspartique variaient d'environ 0,07 pour les échantillons modernes à environ 0,45 pour les échantillons de plus de 40 000 ans.Eine Série von an der Oberflâche Negenden und begrabenen Palàobôden von den Hàngen des Mount Kenya, Ost-Afrika, wurde mittels Radiokarbon- und Aminosâuredatierungs-techniken identifiziert und datiert, um die Geschichte dieses Gebiets im Quaternàr zu erhellen. Das durch Radiokarbon bestimmte Alter der begrabenen Palàobôden variiert von 900 bis > 40,000 Jahren v.u.Z. Dièse Bôden haben sich in glazialen und periglazialen Ablagerungen verschiedener Beschaffenheit entwickelt, welche zu einem hohen Prozentsatz aus Trùmmern von Phonolith, Basait und Syenit bestehen. AuBer zweien befinden sich aile Palàobôden in der afroalpinen Zone (oberhalb 3200 m). Die D/L Anteile der Aminosâuren in den Ab-Horizonten wurden bestimmt, um ihre Verlâpiichkeit bei der relativen Altersbestimmung festzustellen. Alamin, aspartische Sàure, Glutamin-Sàure, Leuzin, Valin und Phenylalanin wurden laufend analysiert. Wie in anderen Fallen erwies sich die aspartische Sàure als verlàpiich, indem sie bemerkenswert bestàndige Ergebnisse ergab, bei denen die hôheren Quotienten dem hôheren Alter entsprachen. Andere analysierte Sàuren zeigten ausgepràgte Trends, wenn auch nicht so ùberzeugend wie die aspartische Sàure. In den meisten Fallen wurden die Beziehungen Quotient/Alter der aspartischen Sàure durch Radiokarbondatierungen gestùtzt. Die D/L Anteile der aspartischen Sàure variierten von ungefâhr 0.07 fur moderne Proben bis ungefâhr 0.45 in Proben, die > 40,000 Jahre ait sind

Magnetoclimatology: Teleconnection between the Siberian loess record and North Atlantic Heinrich events

New environmental magnetic data from loess and paleosol successions in outcrops in the upper reaches of the Ob River drainage, southern Siberia, track the major climatic variations over the last glacial-interglacial cycle. Profiles of magnetic susceptibility and alternating deposition of loess and soil-formation events correspond to oxygen isotope stages 1-5. The magnetic-susceptibility data, in association with the stratigraphic succession, confirm that the wind-vigor magnetoclimatological model is a viable alternative to the classic pedogenic model. Interpretation of magnetic-susceptibility data from loess-paleosol successions must therefore consider eolian dynamics, available source materials, and transport directions, in addition to pedogenic processes. Rapid magnetic fluctuations are also observed. These are identified-for the first time in Siberian records-as the signature of the abrupt cold pulses responsible for the Heinrich layers in North Atlantic marine sediments. The data thus form a component of climatic teleconnections across the Northern Hemisphere, allowing correlations to be made among (1) Siberian magnetic susceptibility stratigraphy, (2) data recorded from other loess-paleosol successions in China, European Russia, Europe, and North America, (3) North Atlantic ice-rafted detritus, and (4) sea-surface temperatures derived from molecular stratigraphy of marine sediments off the northwest coast of Africa

Correlation and interpretation of paleosols and loess across European Russia and Asia over the last interglacial-glacial cycle

Loess-paleosol sequences of the last interglacial-glacial cycle are correlated from European Russia to central Siberia and the Chinese Loess Plateau. During cold periods represented by marine oxygen isotope stages (OIS) 2 and 4, loess deposition dominated in the Russian Plain and the Loess Plateau. In central Siberia, loess deposition took place also, but five to seven thin, weakly developed paleosols are identified in both stages. OIS 3, in the Chinese Loess Plateau near Yangchang, consists of a loess bed that is flanked by two weakly developed paleosols. At Kurtak, Siberia, OIS 3 is represented by two distinct, stacked paleosols with no loess bed separating the paleosols. In the Russian Plain, OIS 3 consists of a single, possibly welded paleosol, representing upper and lower stage-3 climates. Brunisols and Chernozems dominate the profiles in China and Siberia, whereas Regosols, Luvisols, and Chernozems are evident in the northern and southern Russian Plain, respectively. OIS 5 is represented in China and the Russian Plain by pedo complexes in a series of welded soils, whereas in contrast, the Kurtak site consists of six paleosols with interbedded loess. The paleosols consist largely of Brunisols and Chernozems. Although the three areas examined have different climates, geographical settings, and loess source areas, they all had similar climate changes during the last interglacial-glacial cycle. (C) 2003 University of Washington. Published by Elsevier Inc. All rights reserved