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3-D geophysical investigation of a middle Cretaceous to Paleocene regional crustal detachment in the Cordillera of northern Canada and Alaska

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A new approach to the 3D inversion and interpretation of gravity data is applied to the crustal architecture of the northern Cordillera of Canada and Alaska. The technique models the distribution and depth extent of rocks with systematic density contrasts, such assedimentary or intrusive rocks. In the northern Cordillera, the geometry of low-density zones, primarily associated with middle to Late Cretaceous granitic intrusions, and Neoproterozoic and Cretaceous sedimentary rocks, is defined. Variation in the depth extent of these zones delimits a surface,interpreted herein as a regional décollement syntectonic with, or postdating, middle Cretaceous intrusions, but predating and displaced ~430 km by the Eocene-aged Tintina fault. The décollement trends N35°E and shallows from a depth of ~15-20 km beneath Selwyn basin to ~11 km beneath the MackenzieMountains. Here surface faults echo the décollement geometry, linked to fold and thrust belt development between the middle Cretaceous and Paleocene. The décollement continues southward for an unknown distance into northern British Columbia, but the Liard line represents a structural discontinuitybetween the fold and thrust belts of the Mackenzie Mountains and northern Rocky Mountains. The décollement's northwestern extent is broadly defined by surface faults in the northern Ogilvie Mountains. However, prior to Tintina fault displacement, the décollement was likely connected to a fold andthrust belt and related décollement in east-central Alaska. Estimates of post-middle Cretaceous exhumation suggest regional tectonic modification of the décollement, possibly including the presently active detachment inferred for the weak lower crust.

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Nous avons utilisé une nouvelle approche dinversion 3D des données gravimétriques et de leur interprétation en ce qui concerne larchitecture crustale de la partie nord de la Cordillère au Canada et en Alaska. La technique repose sur une modélisation de la distribution etde létendue en profondeur de roches présentant des contrastes systématiques de densité telles que des roches sédimentaires ou intrusives. Dans le nord de la Cordillère, nous avons défini la géométrie de zones de faible densité, principalement associées à des intrusions granitiques du Crétacé moyenou tardif, ainsi que celle de roches sédimentaires du Néoprotérozoïque et du Crétacé. La variation dans létendue en profondeur de ces zones délimite une surface, que nous interprétons ici comme étant un décollement contemporain de la mise en place des intrusions du Crétacé moyen ou postérieur, maisantérieur à la faille de Tintina de lÉocène qui a causé sur celle-ci un déplacement de ~430 km. Le décollement présente une direction N35°E et se situe à une profondeur de ~15-20 km sous le bassin de Selwyn et à environ ~11 km sous les monts Mackenzie. À cet endroit, les failles en surface sontlécho de la géométrie du décollement, lequel est lié à la formation de la zone de plissement et de chevauchement entre le Crétacé moyen et le Paléocène. Le décollement se poursuit vers le sud sur une distance inconnue dans le nord de la Colombie-Britannique, mais la ligne de Liard représente unediscontinuité structurale entre la zone de plissement et de chevauchement des monts Mackenzie et la partie nord de la zone de plissement et de chevauchement des Rocheuses. Le prolongement nord-ouest du décollement est grossièrement défini par des failles en surface dans la partie nord des montsOgilvie. Toutefois, avant que le déplacement ne soit survenu le long de la faille de Tintina, le décollement était probablement raccordé à une zone de plissement et de chevauchement et au décollement connexe dans la partie centre est de lAlaska. Les estimations de lampleur de lexhumation après leCrétacé moyen suggèrent une modification tectonique du décollement à léchelle régionale, qui pourrait mettre en jeu le décollement présentement actif dont on soupçonne lexistence pour expliquer la faible résistance de la croûte inférieure.

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3-D geophysical investigation of a middle Cretaceous to Paleocene regional crustal detachment in the Cordillera of northern Canada and Alaska

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British Columbia Geological Survey Open House 2018

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British Columbia Geological Survey Open House 2018