Stratigraphy and U–Pb Zircon–Titanite Geochronology of the Aley Carbonatite Complex, Northeastern British Columbia: Evidence for Antler-Aged Orogenesis in the Foreland Belt of the Canadian Cordillera

Abstract

The tectonic significance and age of carbonatite intrusions in the central Foreland Belt of the Canadian Cordillera are poorly constrained. Recent work has demonstrated that one of these carbonatite intrusions, the Aley carbonatite, was emplaced as a syn-kinematic sill, coeval with a major nappe-forming tectonic event. Determining the age of the Aley carbonatite thus provides a means of directly dating syn-tectonic magmatism. Attempts at dating carbonatite units failed due to low U–Pb content in sampled zircon; however, a U–Pb titanite age of 365.9 ± 2.1 Ma was obtained from the Ospika pipe, an ultramafic diatreme spatially and genetically related to the carbonatite. This U–Pb titanite age is further supported by respective 40Ar/39Ar phlogopite ages of 359.4 ± 3.4 Ma and 353.3 ± 3.6 Ma for the pipe and a spatially associated lamprophyre dyke. We interpret the Late Devonian U–Pb titanite age of the Ospikapipe to be the minimum possible age of the carbonatite and syn-magmatic nappe-forming tectonic event. The maximum possible age of the carbonatite is constrained by the Early Devonian age of the Road River Group, the youngest strata intruded by carbonatite dykes and involved in the nappe-forming event. Our dating results for the Aley carbonatite closely correlate with U–Pb zircon and perovskite ages obtained for the Ice River carbonatite complex in the central Foreland Belt of the southern Canadian Cordillera, and support the interpretation of carbonatite intrusions of the western Foreland Belt as genetically linked components of an alkaline-carbonatitic magmatic province. Structural, stratigraphic, and geochronological data from the Aley area indicate that deformation was similar in style to, and coeval with, structures attributable to the Antler orogeny, and are consistent with the Antler orogen having extended the length of the Cordilleran margin from the southern United States to Alaska.

Keywords:

• Foreland Belt,
• Carbonatite,
• Canadian Cordillera,
• U-Pb geochronology,
• Ar-Ar geochronology,
• Antler Orogen

Résumé

La signification tectonique et l’âge des intrusions de carbonatite dans le Domaine de l’avant-pays central de la Cordillère canadienne sont méconnus. Des travaux récents ont démontré qu’une de ces intrusions de carbonatite, la carbonatite d’Aley, a été mise en place en tant que filons-couches syn-cinématiques, contemporains avec un événement tectonique majeur de formation de nappe. La détermination de l’âge de la carbonatite d’Aley fournit ainsi un moyen de datation directe du magmatisme syn-tectonique. Les tentatives de datation des unités de carbonatite ont échoué en raison de la faible teneur en U – Pb du zircon échantillonné; cependant, un âge U–Pb de 365,9 ± 2,1 Ma a été obtenu à partir de titanite provenant de la cheminée d’Ospika, une diatrème ultramafique spatialement et génétiquement apparenté à la carbonatite. Cet âge U–Pb sur titanite est en outre soutenu par des âges 40Ar/39Ar sur phlogopitede 359,4 ± 3,4 Ma et 353,3 ± 3,6 Ma respectivement pour la cheminée et un dyke de lamprophyre spatialement associé. Nous interprétons l’âge U–Pb des titanites du Dévonien supérieur de la cheminée d’Ospika comme étant l’âge minimum possible de la carbonatite et de l’événement tectonique syn-magmatique de formation de nappe. L’âge maximum possible de la carbonatite est limité par l’âge Dévonien inférieur du groupe de Road River, les plus jeunes strates traversées par les intrusions de dykes de carbonatite et impliquées dans l’événement de formation de nappe. Nos résultats de datation pour la carbonatite d’Aley sont étroitement corrélés avec les âges U–Pb sur zircon et pérovskite obtenus pour le complexe de carbonatite de Ice River dans le Domaine de l’avant-pays méridional de la Cordillère canadienne, et appuient l’interprétation des intrusions de carbonatite du Domaine de l’avant-pays occidental comme étant des composantes génétiquement liés d’une province magmatique alcalino-carbonatitique. Les données structurales, stratigraphiques et géochronologiques de la région d’Aley indiquent que la déformation était semblable et contemporaine aux structures attribuables à l’orogenèse Antler, et sont compatibles avec l’orogène Antler ayant étendu la longueur de la marge de la Cordillère depuis le sud des États-Unis États jusqu’en Alaska.