Lithotectonic Framework of the Core Zone, Southeastern Churchill Province, Canada

Abstract

The Core Zone, a broad region located between the Superior and North Atlantic cratons and predominantly underlain by Archean gneiss and granitoid rocks, remained until recently one of the less well known parts of the Canadian Shield. Previously thought to form part of the Archean Rae Craton, and later referred to as the Southeastern Churchill Province, it has been regarded as an ancient continental block trapped between the Paleoproterozoic Torngat and New Quebec orogens, with its relationships to the adjacent Superior and North Atlantic cratons remaining unresolved. The geochronological data presented herein suggest that the Archean evolution of the Core Zone was distinct from that in both the Superior and North Atlantic (Nain) cratons. Moreover, the Core Zone itself consists of at least three distinct lithotectonic entities with different evolutions, referred to herein as the George River, Mistinibi-Raude and Falcoz River blocks, that are separated by steeply-dipping, crustal-scale shear zones interpreted as paleosutures. Specifically, the George River Block consists of ca. 2.70 Ga supracrustal rocks and associated ca. 2.70–2.57 Ga intrusions. The Mistinibi-Raude Block consists of remnants of a ca. 2.37 Ga volcanic arc intruded by a ca. 2.32 Ga arc plutonic suite (Pallatin) and penecontemporaneous alkali plutons (Pelland and Nekuashu suites). It also hosts a coarse clastic cover sequence (the Hutte Sauvage Group) which contains detrital zircons provided from locally-derived, ca. 2.57–2.50 Ga, 2.37–2.32 Ga, and 2.10–2.08 Ga sources, with the youngest concordant grain dated at 1987 ± 7 Ma. The Falcoz River Block consists of ca. 2.89–2.80 Ga orthogneiss intruded by ca. 2.74–2.70 granite, tonalite, and granodiorite. At the western margin of the Core Zone, the George River Block and Kuujjuaq Domain may have been proximal by ca. 1.84 Ga as both appear to have been sutured by the 1.84–1.82 Ga De Pas Batholith, whereas at its eastern margin, the determination of metamorphic ages of ca. 1.85 to 1.80 Ga in the Falcoz River Block suggests protracted interaction with the adjacent Lac Lomier Complex during their amalgamation and suturing, but with a younger, ‘New Quebec’ overprint as well. The three crustal blocks forming the Core Zone add to a growing list of ‘exotic’ Archean to earliest Paleoproterozoic microcontinents and crustal slices that extend around the Superior Craton from the Grenville Front through Hudson Strait, across Hudson Bay and into Manitoba and Saskatchewan, in what was the Manikewan Ocean realm, which closed between ca. 1.83–1.80 Ga during the formation of supercontinent Nuna. RESUME La Zone noyau, une vaste region situee entre les cratons du Superieur et de l’Atlantique Nord et reposant principalement sur des gneiss archeens et des roches granitiques, est demeuree jusqu’a recemment l’une des parties les moins bien connues du Bouclier canadien. Consideree auparavant comme faisant partie du craton archeen de Rae, puis comme la portion sud-est de la Province de Churchill, on l’a percue comme un ancien bloc continental piege entre les orogenes paleoproterozoiques des Torngat et du Nouveau-Quebec, ses relations avec les cratons superieurs adjacents et de l’Atlantique Nord demeurant nebuleuses. Les donnees geochronologiques presentees ici permettent de penser que l’evolution archeenne de la Zone noyau a ete differente de celle des cratons du Superieur et de l’Atlantique Nord (Nain). De plus, la Zone noyau elle-meme se compose d’au moins trois entites lithotectoniques distinctes avec des evolutions differentes, appelees ici les blocs de la riviere George, de Mistinibi-Raude et de la riviere Falcoz, lesquels sont separees par des zones de cisaillement crustales a forte inclinaison, concues comme des paleosutures. Plus precisement, le bloc de la riviere George est constitue de roches supracrustales d'env. 2,70 Ga, et d’intrusions connexes d'env. 2,70–2,57 Ga. Le bloc Mistinibi-Raude est constitue de vestiges d’un arc volcanique d'env. 2,37 Ga, recoupe par une suite plutonique d’arc d'env. 2,32 Ga (Pallatin) et de plutons alcalins pene-contemporains (suites Pelland et Nekuashu). Il contient egalement une sequence de couverture clastique grossiere (le groupe Hutte Sauvage) renfermant des zircons detritiques de sources locales, âges d'env. 2,57–2,50 Ga, 2,37–2,32 Ga et 2,10–2,08 Ga, le grain concordant le plus jeune etant âge de 1987 ± 7 Ma. Le bloc de la riviere Falcoz est forme d’un orthogneiss âge d'env. 2,89–2,80 Ga, recoupe par des intrusions de granite, tonalite et granodiorite âgees d'env. 2,74–2,70 Ga. A la marge ouest de la Zone noyau, le bloc de la riviere George et du domaine de Kuujjuaq peuvent avoir ete proximaux il y a 1,84 Ga env., car les deux semblent avoir ete sutures par le batholithe De Pas il y a environ 1,84–1,82 Ga, alors qu’a sa marge est, la determination des datations metamorphiques de 1,85 a 1,80 Ga dans le bloc de la riviere Falcoz suggere une interaction prolongee avec le complexe adjacent du lac Lomier durant leur amalgamation et leur suture, mais affecte aussi d’une surimpression « Nouveau Quebec » plus jeune. Les trois blocs crustaux formant la Zone noyau s’ajoutent a une liste croissante de micro-continents et d’ecailles crustales « exotiques » archeennes a paleoproterozoiques tres precoces qui s’etalent autour du craton Superieur depuis le front de Grenville jusqu’au Manitoba, a travers le detroit d’Hudson, la baie d’Hudson jusque dans le Manitoba et la Saskatchewan, la ou s’etendait l’ocean Manikewan, lequel s’est referme il y a environ 1,83–1,80 Ga, pendant la formation du supercontinent Nuna.