Rifting of a Mississippian continental arc system: Little Salmon formation, Yukon–Tanana terrane, northern Canadian Cordillera

Abstract

The Yukon-Tanana terrane in the northern Canadian Cordillera records the development of a series of midto late Paleozoic arc systems, punctuated by intra-arc deformation, uplift, and episodic rifting coeval with back-arc extension, built upon a metasedimentary basement of northwestern Laurentian affinity. In central Yukon, the Little Kalzas formation records the development of one of these Mississippian continental arcs, whereas the Little Salmon formation records the development of an intra-arc rift basin within a continental arc. The Little Salmon formation lower succession comprises mainly volcaniclastic rocks derived from erosion of Early Mississippian and older units, including rocks of the Little Kalzas continental arc. Above a medial limestone member, the upper succession of the Little Salmon formation includes alkali basalt, breccia, and crystal and ash tuffs in the north and predominantly epiclastic rocks interbedded with crystal and ash tuffs in the south. The alkali basalts have the geochemical characteristics of ocean-island basalts and their positive ε Nd 340 (+7.3) and low 87 Sr/ 86 Sr values (0.705) suggest a primitive magma source with little or no involvement of continental crust. The transition between the northern and southern facies of the upper succession of the Little Salmon formation coincides with a northeast-trending synvolcanic fault inferred to have controlled alkali basalt eruptions and deposition of Mn-bearing exhalite in the north and basin plain sedimentation in the south. The environment of deposition of the Little Salmon formation resembles that of the modern Sumisu rift in the Izu-Bonin-Mariana arc system or the early stages of development of the Japan island-arc system. Résumé :Le terrane de Yukon-Tanana dans le nord de la Cordillère canadienne enregistre le développement d'une série de systèmes d'arc, du Paléozoïque moyen à tardif, ponctuée par une déformation intra-arc, un soulèvement et de la distension épisodique contemporains avec une extension d'arrière-arc édifiée sur un socle métasédimentaire qui comporte des affinités avec le nord-ouest de Laurentia. Dans le centre du Yukon, la Formation de Little Kalzas enregistre le développement de l'un de ces arcs continentaux datant du Mississippien alors que la Formation de Little Salmon enregistre le développement d'un bassin de distension intra-arc à l'intérieur d'un arc continental. La succession inférieure de Little Salmon comprend des roches surtout volcano-clastiques qui proviennent de l'érosion d'unités datant du Mississippien précoce et plus anciennes, incluant les roches de l'arc continental de Little Kalzas. Au-dessus d'un membre de calcaire médian, la succession supérieure de la Formation de Little Salmon comprend un basalte alcalin, des brèches et des tufs cendrés et cristallins au nord ainsi que des roches surtout épiclastiques interlitées avec des tufs cendrés et cristallins au sud. Les basaltes alcalins ont les caractéristiques géochimiques de basaltes d'îles océaniques; leurs valeurs positives ε Nd 340 (+7,3) et le...