Accretion, Soft and Hard Collision: Similarities, Differences and an Application from the Newfoundland Appalachian Orogen

Abstract

We argue there is no distinction between accretion and collision as a process, except when accretion is used in the sense of incorporating small bodies of sedimentary and/or volcanic rocks into an accretionary wedge by off-scraping or underplating. There is also a distinction when these terms are used in classifying mountain belts into accretionary and collisional orogens, although such classifications are commonly based on a qualitative assessment of the scale and nature of the accreted terranes and continents involved in formation of mountain belts.

Soft collisions occur when contractional deformation and associated metamorphism are principally concentrated in rocks of the leading edge of the partially pulled-down buoyant plate and the upper plate forearc terrane. Several young arc-continent collisions show evidence for partial or wholesale subduction of the forearc such that the arc is structurally juxtaposed directly against lower plate rocks. This process may explain the poor preservation of forearcs in the geological record. Soft collisions generally change into hard collisions over time, except if the collision is rapidly followed by formation of a new subduction zone due to step-back or polarity reversal. Thickening and metamorphism of the arc's suprastructure and retro-arc part of upper plate due to contractional deformation and burial are the characteristics of a hard collision or an advancing Andean-type margin. Strong rheological coupling of the converging plates and lower and upper crust in the down-going continental margin promotes a hard collision.

Application of the soft–hard terminology supports a structural juxtaposition of the Taconic soft collision recorded in the Humber margin of western Newfoundland with a hard collision recorded in the adjacent Dashwoods block. It is postulated that Dashwoods was translated dextrally along the Cabot-Baie Verte fault system from a position to the north of Newfoundland where the Notre Dame arc collided ca. 10 m.y. earlier with a wide promontory in a hyperextended segment of the Laurentian margin.

Résumé

Nous soutenons qu'il n'y a pas de distinction entre l'accrétion et la collision en tant que processus, sauf lorsque l'accrétion est utilisée dans le sens d'incorporer de petits corps de roches sédimentaires et / ou volcaniques dans un prisme d'accrétion par raclage ou sous-placage. Il y a également une distinction lorsque ces termes sont utilisés pour classer les chaînes de montagne en orogènes d'accrétion et de collision, bien que ces classifications soient généralement basées sur une évaluation qualitative de l'échelle et de la nature des terranes accrétés et des continents impliqués dans la formation des chaînes de montagnes.

Des collisions molles se produisent lorsque la déformation par contraction et le métamorphisme associé sont principalement concentrés dans les roches du front de la plaque chevauchante partiellement abaissée et du terrane d’avant-arc de la plaque supérieure. Plusieurs jeunes collisions arc-continent montrent des preuves d'une subduction partielle ou totale de l'avant-arc de telle sorte que l'arc est directement structurellement juxtaposé contre les roches de la plaque inférieure. Ce processus peut expliquer la mauvaise préservation des avant-arcs dans les archives géologiques. Les collisions molles se transforment généralement en collisions dures au fil du temps, sauf si la collision est rapidement suivie de la formation d'une nouvelle zone de subduction en raison d'un recul ou d'une inversion de polarité. L'épaississement et le métamorphisme de la suprastructure de l'arc et de la partie rétro-arc de la plaque supérieure dus à la déformation par contraction et à l'enfouissement sont les caractéristiques d'une collision dure ou d'une marge de type andin en progression. Un fort couplage rhéologique des plaques convergentes et de la croûte inférieure et supérieure dans la marge continentale descendante favorise une collision dure.

L'application de la terminologie molle-dure corrobore une juxtaposition structurelle de la collision molle taconique enregistrée dans la marge de Humber de l'ouest de Terre-Neuve avec une collision dure enregistrée dans le bloc de Dashwoods adjacent. Il est postulé que le bloc de Dashwoods a été déplacé de manière dextre le long du système de failles Cabot-Baie Verte à partir d'une position au nord de Terre-Neuve où l'arc Notre Dame est entré en collision environ 10 m.a. plus tôt avec un large promontoire dans un segment en hyper-extension de la marge laurentienne.