Paleomagnetic and geochemical evidence for a pre-Triassic age for the Lower Amaranth Member of the Williston Basin of Manitoba (Canada)

Abstract

Paleomagnetic and geochemical data obtained from six wells in southwestern Manitoba indicate that the Lower Amaranth redbeds were deposited earlier than Jurassic or Triassic, the most commonly cited depositional ages for this formation in the Williston Basin. The magnetization is carried primarily by detrital specular and pigmentary hematite and occasionally magnetite. Inclination-only analysis of paleomagnetic data (83 specimens from 60 plugs) indicates two possible depositional magnetization ages: Devonian-Pennsylvanian (D, found in very few samples) or Carboniferous to Permian, as suggested by the inclination and the polarity of the most predominant magnetization (B). An isolated magnetization (C) could be a mid-Jurassic to Neogene localized fluid flow remagnetization event. The oxygen and carbon isotope values of dolomite (-6.45% to 0.30% Vienna PeeDee Belemnite (VPDB) d 18 O, -1.57% to 5.44% VPDB d 13 C; n = 18) indicate that dolomitization could have occurred anytime between Carboniferous and Jurassic. However, the distribution of these values is a function of the three types of dolomite present in the Lower Amaranth strata: detrital, cement, and matrix replacive and reflects both the primary values and diagenetic overprints. Detrital and cement dolomite show depleted values in both oxygen and carbon isotopes, most likely inherited from the original values of the detrital dolomite, with superimposed effects of recrystallization. The matrix replacive dolomite has no detrital content, and its oxygen isotope values are similar to the expected values for primary or early diagenetic dolomite from Carboniferous to Jurassic times. Mixtures of detrital and replacive matrix dolomite give intermediate oxygen and carbon isotope values.Résumé : Les données paléomagnétiques et géochimiques obtenues de six puits dans le sud-ouest du Manitoba indiquent que les lits rouges de la partie inférieure de la Formation d'Amaranth ont été déposés avant le Jurassique ou le Trias, les âges le plus fréquemment cités pour la déposition de cette formation du bassin Williston. La magnétisation se trouve principalement dans l'hématite détritique spéculaire et pigmentaire et occasionnellement dans la magnétite. Une analyse de l'inclinaison magnétique seulement des données paléomagnétiques (83 échantillons, 60 carottes) indique deux âges possibles de magnétisation de déposition : Dévonien -Pennsylvanien (D, trouvé dans très peu d'échantillons) ou Carbonifère à Permien, tel que suggéré par l'inclinaison et la polarité de la magnétisation la plus prédominante (B). Une magnétisation isolée (C) pourrait être due à un événement de remagnétisation par un écoulement fluide localisé (Jurassique moyen à Néogène). Les valeurs des isotopes de l'oxygène et du carbone de la dolomie (-6,45 % à 0,30 % VPDB d 18 O, -1,57 % à 5,44 % VPDB d 13 C; n = 18) indiquent que la dolomitisation aurait pu se produire n'importe quand entre le Carbonifère et le Jurassique. Toutefois, la distribution de ces valeurs est fonction des trois types de dolomite présents dans ...