Petrology, tectonic setting, and 40Ar/ 39Ar (hornblende) dating of the Late Ordovician - Early Silurian Belle Côte Road orthogneiss, western Cape Breton Highlands, Nova Scotia

Abstract

The Belle Côte Road orthogneiss is a major component of the western Cape Breton Highlands, where it forms a belt approximately 60 km in length. Previous U-Pb dating has shown that the granodioritic to tonalitic protolith of the gneiss crystallized at 442 ± 3 Ma, providing a minimum age for the metavolcanic and metasedimentary units of the Aspy terrane intruded by the orthogneiss. The gneissic fabric in the orthogneiss is mainly conformable with the regional fabric, and generally trends north-south, except in the southern part of the unit where it is oriented east-west. Typical orthogneiss contains quartz, plagioclase, and biotite, with variable amounts of K-feldspar and muscovite and rarely epidote or garnet. A tonalitic variant contains amphibole. The orthogneiss is peraluminous, with A/CNK values of 1to 1.2. Petrochemical characteristics are consistent with syntectonic emplacement in the roots of a volcanic arc built on continental crust. 40Ar/39Ar dating was done on hornblende from three samples of orthogneiss and seven samples of amphibolite from xenoliths in the orthogneiss and an adjacent amphibolite unit. Eight of these samples yielded cooling ages ranging between 384 and 370 Ma. Two younger ages (ca. 363 and 353 Ma) may reflect localized effects of younger plutonism and/or shearing. The 40Ar/39Ar data combined with previous U-Pb data from titanite indicate that the orthogneiss and associated units experienced rapid cooling from ca. 600 to 400°C between ca. 386 Ma and 370 Ma, perhaps related to uplift associated with ongoing terrane amalgamation in Cape Breton Island. RÉSUMÉ Les orthogneiss de Route de Belle Côte est un composant important des hautes terres du Cap Breton occidental, où il forme une ceinture approximative de 60 kilomètres de longueur. Des mesures connues d'U-Pb a prouvé que le granodioritique au protolite tonalitique du gneiss a cristallisé au ± 442 3 Ma, fournissant un âge minimum pour les unités métavolcaniques et métasédimentaires du terrane d'Aspy imposé par les orthogneiss. Le tissu gneissique dans les orthogneiss est principalement conforme au tissu régional, et a une tendance généralement nord-sud excepté dans la partie sud de l'unité où la tendance est est-ouest. Les orthogneiss typiques contient le quartz, le plagioclase, et la biotite, avec des quantités variables de K-feldspath et de muscovite et rarement d'épidote ou de grenat. Une variante tonalitique contient l'amphibole. Les orthogneiss sont péralumineux. avec des valeurs A/CNK de 1 à 1.2. Les caractéristiques p&rochimiques sont conformées a là mise en place syntectonique dans les racines d'un arc volcanique construit sur la croute continentale. La datation d' 40Ar/39Ar à été faite sur la hornblende de trois échantillons d'orthogneiss et de sept échantillons d'amphibolite provenant de xénolites dans les orthogneiss et une unité adjacente d'amphibolite. Huit de ces échantillons ont rapporté des âges de refroidissement s'étendant entre 384 et 370 de Ma. Deux àges plus jeunes (ca. 363 et 353 Ma) peuvent refléter des effets localises des plus jeunes plutonismes et/ou cisaillement. Les données 40Ar/39Ar combing avec des données précédentes d'U-Pb de titanite indiquent que les orthogneiss et les unites associées ont éprouve' le refroidissement rapide ca de 600 a 400°C entre ca. 386 Ma et 370 Ma, peut-ètre assocté au soulèvement en plus d'amalgamation continue de terrane sur Tile du Cap Breton. [Traduit par la rédaction