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The nature and timing of deformational events and organic and inorganic metamorphism in the Northern… Moffat, Ian W. 1985

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Of THE NATURE AND TIMING OF DEFORMATIONAL EVENTS AND ORGANIC AND INORGANIC METAMORPHISM IN THE NORTHERN GROUNDHOG COALFIELD; IMPLICATIONS FOR THE TECTONIC HISTORY OF THE BOWSER BASIN by IAN W. MOFFAT BSC, MSC A THESIS SUBMITTED IN PARTIAL FULFILMENT OF THE REQUIREMENTS FOR THE DEGREE OF DOCTOR OF PHILOSOPHY in THE FACULTY OF GRADUATE STUDIES Geological Sciences We accept this thesis as conforming to the required standard THE UNIVERSITY OF BRITISH COLUMBIA 1985 ® Ian W. Moffat BSc, MSc, 1985 ? 8 In presenting this thesis in partial fulfilment of the requirements for an advanced degree at the University of British Columbia, I agree that the Library shall make it freely available for reference and study. I further agree that permission for extensive copying of this thesis for scholarly purposes may be granted by the head of my department or by his or her representatives. It is understood that copying or publication of this thesis for financial gain shall not be allowed without my written permission. The University of British Columbia 1956 Main Mall Vancouver, Canada Department of V6T 1Y3 DE-6(3/81) A B S T R A C T T h e G r o u n d h o g c o a l f i e l d , l o c a t e d i n t h e n o r t h e a s t e r n c o r n e r o f t h e B o w s e r B a s i n o f n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a , c o n t a i n s a p p r o x i m a t e l y a 3 7 0 0 m t h i c k n e s s o f s e d i m e n t a r y r o c k , r a n g i n g i n a g e f r o m B a t h o n i a n ( M i d d l e J u r a s s i c ) t o A l b i a n ( E a r l y C r e t a c e o u s ) . F o u r l a t e r a l l y c o n t i n u o u s , i n f o r m a l s t r a t i g r a p h i c u n i t s h a v e b e e n o u t l i n e d , t h e J a c k s o n ( B a t h o n i a n - O x f o r d i a n ) ; C u r r i e r ( L a t e J u r a s s i c ) ; M c E v o y ( L a t e J u r a s s i c - C r e t a c e o u s ) ; a n d D e v i l s C l a w ( A l b i a n a n d y o u n g e r ) . A n o v e r a l l r e g r e s s i v e s e q u e n c e , t r a n s i t i o n a l f r o m m a r i n e s h a l e s i n t h e J a c k s o n t h r o u g h t o a l l u v i a l f a n g l o m e r a t e s i n t h e D e v i l s C l a w , d o c u m e n t s t e c t o n i c u p l i f t o f a n o r t h e r n s o u r c e a r e a i n r e s p o n s e t o c o n v e r g e n c e o f a l l o c h t h o n o u s t e r r a n e s w i t h c r a t o n i c N o r t h A m e r i c a . V i t x i n i t e r e f l e c t a n c e s t u d i e s i n d i c a t e t h e b a s a l C u r r i e r u n i t w a s b u r i e d t o a m a x i m u m d e p t h o f a p p r o x i m a t e l y 5 . 5 k m p r i o r t o d e f o r m a t i o n . P a l e o - g e o t h e r m a l g r a d i e n t s b e t w e e n 3 0 ° C / k m a n d 4 0 ° C / k m i n d i c a t e a m a x i m u m b u r i a l p a l e o - t e m p e r a t u r e o f 1 8 0 ° C - 2 2 0 ° C . T h e o b s e r v e d a u t h i g e n i c m i n e r a l a s s e m b l a g e i n t e r p r e t e d t o b e s t a b l e a l t h e s e t e m p e r a t u r e s , t h o u g h c o m p a t a b l e w i t h o b s e r v a t i o n s f r o m o t h e r b a s i n s , i s a t o d d s w i t h e x p e r i m e n t a l s t u d i e s . C o n f i d e n c e i n v i t r i n i t e p a l e o g e o t h e r m o m e t r y l e a d s t o t h e c o n c l u s i o n t h a t p o r e f l u i d p r e s s u r e a n d c h e m i s t r y a s w e l l a s p e r m e a b i l i t y w e r e a l l i m p o r t a n t f a c t o r s i n i n o r g a n i c d i a g e n e t i c / m e t a m o r p h i c h i s t o r y . B e t w e e n A l b i a n a n d e a r l y T e r t i a r y t i m e s t h e a b o v e s t r a t i g r a p h i c u n i t s w e r e s t r u c t u r a l l y s h o r t e n e d b y a p p r o x i m a t e l y 3 5 % . T h e b u l k s t r a i n r e s u l t e d f r o m t w o o r p o s s i b l y t h r e e p h a s e s o f d e f o r m a t i o n ; t h e f i r s t a n d t h i r d a r e a p p r o x i m a t e l y c o a x i a l a n d p e r p e n d i c u l a r t o t h e s e c o n d p h a s e . D e f o r m a t i o n a l s t y l e h a s b e e n s t r o n g l y i n f l u e n c e d b y l i t h o l o g i c a l l y c o n t r o l l e d , a p p a r e n t v i s c o s i t y v a r i a t i o n s . T h e p r e d o m i n a n t l y c o n g l o m e r a t i c a n d a r e n a c e o u s u p p e r s t r a t i g r a p h i c l e v e l s b e h a v e d r i g i d l y w h e r e a s t h e u n d e r l y i n g , m o r e a r g i l l a c e o u s s t r a t a b e h a v e d m o r e p l a s t i c a l l y d u r i n g d e f o r m a t i o n . A v a r i a b l y - d e v e l o p e d p r e s s u r e s o l u t i o n c l e a v a g e , f o r m e d a t l o w b u c k l i n g s t r a i n s , i s d i s t r i b u t e d a r e a l l y a s a f u n c t i o n o f i t s d e p e n d e n c e o n t e m p e r a t u r e , g r a i n s i z e a n d i i i n t e r g r a n u l a r s t r e s s . T h e d i s t r i b u t i o n a n d g e o m e t r y o f s y n t e c t o n i c v e i n s w h i c h a c t e d a s f l u i d " s i n k s " i m p l i e s t h a t p o r e f l u i d o v e r p r e s s u r i n g w a s a n i m p o r t a n t d e f o r m a t i o n a l m e c h a n i s m , a n d t h a t d i f f e r e n t i a l s t r e s s e s w e r e g e n e r a l l y l o w . T h e t i m i n g o f v a r i o u s d e f o r m a t i o n a l e v e n t s a n d t h e i r p r e d i c t e d p a l e o s t r e s s o r i e n t a t i o n s a r e c o m p a t i b l e w i t h t h e r e l a t i v e t i m i n g a n d g e o m e t r y o f d e x t r a l o f f s e t a l o n g m a j o r s t r i k e - s l i p f a u l t s i n n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a . O f f s e t t i n g r e l a t i o n s h i p s i n d i c a t e a s w i t c h f r o m n o r t h e a s t e r l y d i r e c t e d p r i n c i p a l s t r e s s e s i n p r e - A l b i a n t i m e t o n o r t h - n o r t h w e s t i n m i d - C r e t a c e o u s a n d b a c k t o n o r t h e a s t e r l y i n l a t e C r e t a c e o u s a n d / o r e a r l y C e n o z o i c . S u p e r p o s i t i o n o f s t r a i n e v e n t s i s c o n s i d e r e d a r e s p o n s e t o a c c u m u l a t i o n a n d r e l e a s e o f c o n s t r i c t i o n a l s t r a i n , a n e c e s s a r y c o n s e q u e n c e o f c o n t e m p o r a n e o u s m o t i o n a l o n g t h e n o r t h e r l y c o n v e r g e n t s t r i k e - s l i p m a r g i n s b o u n d i n g t h e a l l o c h t h o n o u s t e r r a n e w h i c h c o n t a i n s B o w s e r B a s i n s e d i m e n t s . i i i Table of Contents 1 . I N T R O D U C T I O N 1 1 . 1 L O C A T I O N A N D A C C E S S 2 1 . 2 P R E V I O U S S T U D I E S 2 1 . 3 R E G I O N A L G E O L O G I C F R A M E W O R K ...6 2 . S T R A T I G R A P H Y 9 2 . 1 J A C K S O N U N I T 9 2 . 2 C U R R I E R U N I T 1 4 2 . 3 M c E V O Y U N I T 1 5 2 . 4 D E V I L S C L A W 1 7 3 . S T R U C T U R E 2 0 3 . 1 I N T R O D U C T I O N 2 0 3 . 2 F I R S T P H A S E S T R U C T U R E S 2 1 3 . 2 . 1 M A C R O S C O P I C S T R U C T U R E S 2 1 3 . 2 . 2 F I R S T P H A S E M E S O S C O P I C S T R U C T U R E S 3 2 3 . 2 . 3 F I R S T P H A S E M I C R O S C O P I C E L E M E N T S 3 4 3 . 3 S E C O N D P H A S E S T R U C T U R E S 4 8 3 . 3 . 1 F2 D E F O R M A T I O N O F F , M E S O S C O P I C S T R U C T U R E S 4 8 3 . 3 . 2 F 2 F O L D S A N D F A U L T S 5 8 3 . 3 . 3 F j C L E A V A G E : 6 4 3 . 4 D E F O R M E D F 2 E L E M E N T S 6 4 3 . 5 S I G N I F I C A N C E O F S T R U C T U R A L R E L A T I O N S H I P S 6 7 3 . 5 . 1 T I M I N G O F S T R U C T U R A L E V E N T S 7 0 3 . 5 . 2 S T R A I N D I S T R I B U T I O N 7 6 3 . 5 . 3 M E C H A N I S M S O F D E F O R M A T I O N 8 4 4 . C O A L P E T R O L O G Y 1 0 3 4 . 1 I N T R O D U C T I O N 1 0 3 4 . 2 R E F L E C T A N C E S T U D I E S O F B O W S E R B A S I N C O A L S : 1 0 4 iv 4 . 2 . 1 V I T R I N I T E R E F L E C T I V I T Y I N A N T H R A C I T E S 1 0 4 4 . 2 . 2 T I M I N G O F Q U A L I F I C A T I O N 1 0 7 4 . 2 . 3 C O A L I R C A T I O N H I S T O R Y 1 1 5 5 . D I A G E N E S I S / M E T A M O R P H I S M O F U P P E R B O W S E R L A K E G R O U P S E D I M E N T S 1 3 0 5 . 1 P R E V I O U S S T U D I E S O F M E T A M O R P H I S M I N T H E B O W S E R B A S I N 1 3 0 5 . 2 T H I S S T U D Y , G E N E R A L S T A T E M E N T 1 3 1 5 . 2 . 1 P E T R O L O G I C O B S E R V A T I O N S 1 3 3 5 . 2 . 2 C L A Y M I N E R A L O G Y 1 3 6 5 . 3 D I S C U S S I O N 1 5 0 5 . 3 . 1 I L L 1 T E C R Y S T A L L I N I T Y A N D C O A L R A N K 1 5 0 5 . 3 . 2 M E T A M O R P H I C M I N E R A L A S S E M B L A G E S A N D C O A L R A N K . . 1 5 4 5 . 3 . 3 I N O R G A N I C V E R S U S O R G A N I C P A L E O G E O T H E R M O M E T R Y 1 5 6 5 . 3 . 4 P A L E O G E O T H E R M O M E T R Y O F B O W S E R L A K E G R O U P R O C K S 1 6 2 6 . R E G I O N A L C O R R E L A T I O N S A N D I M P L I C A T I O N S 1 6 8 6 . 1 D E P O S I T I O N A L T E C T O N I C S E T T I N G 1 7 0 6 . 1 . 1 S E D I M E N T A R Y P R O V E N A N C E ; T E C T O N I C I M P L I C A T I O N S 1 7 0 6 . 1 . 2 P A L E O G E O T H E R M A L G R A D I E N T S ; T E C T O N I C S I G N I F I C A N C E . . 1 7 3 6 . 2 R E G I O N A L D E F O R M A T I O N 1 7 5 6 . 2 . 1 T I M I N G O F E V E N T S 1 7 5 6 . 2 . 2 D R I V I N G M E C H A N I S M S F O R D E F O R M A T I O N 1 7 7 7 . C O N C L U S I O N S 1 8 2 B I B L I O G R A P H Y 1 8 8 v Figure 6 "Detailed s t r u c t u r a l geology map ... " l i s t e d on Leaf v i . "West h a l f " only of t h i s two-part map was handed i n by student "East h a l f " i s not a v a i l a b l e . va L i s t o f F i g u r e s h ^ i • . F i g u r e CxIkcJh^ 1 . R e g i o n a l l o c a t i o n m a p 3 2 . A r e a l l o c a t i o n m a p 4 3 . S t r u c t u r a l p r o v i n c e s o f t h e C a n a d i a n C o r d i l l e r a 8 4 . R e g i o n a l s t r a t i g r a p h i c c o r r e l a t i o n c h a r t 1 0 5 . C o m p o s i t e s t r a t i g r a p h i c s e c t i o n 1 1 6 . D e t a i l e d s t r u c t u r a l g e o l o g y m a p ( 1 : 5 0 , 0 0 0 ) , w e s t h a l f « n d r e a s t - 4 t r i f T j ? ^ 7 . S e r i a l s t r u c t u r a l c r o s s s e c t i o n s ( 1 : 5 0 , 0 0 0 ) 8 . G e n e r a l i z e d s t r u c t u r e m a p ( 1 : 1 0 0 , 0 0 0 ) % ^ 9 . I n t e r p r e t i v e s t r u c t u r a l c r o s s s e c t i o n s ( 1 : 1 0 0 , 0 0 0 ) 3 % 1 0 . P h o t o g r a p h o f l a r g e s c a l e k i n k s t y l e f o l d s d e v e l o p e d i n t h e C u r r i e r u n i t . . 2 2 1 1 . P h o t o g r a p h o f h i n g e c o l l a p s e a n d s a d d l e r e e f f o r m a t i o n i n a t i g h t k i n k f o l d 2 3 1 2 . G r a p h o f a x i a l p l a n a r t h i c k n e s s v e r s u s l i m b i n c l i n a t i o n , i l l u s t r a t i n g f l a t t e n i n g o f k i n k f o l d s 2 4 1 3 . P h o t o g r a p h a n d l i n e d r a w i n g o f d e t a c h e d f o l d i n g d e v e l o p e d b e t w e e n t h e D e v i l s C l a w a n d M c E v o y u n i t e 2 6 1 4 . P h o t o g r a p h o f t i g h t a s y m m e t r i c m e g a s c o p i c k i n k b a n d s d e v e l o p e d i n t h e C u r r i e r u n i t 2 8 1 5 . P h o t o g r a p h o f f o l d d i s h a r m o n y a n d a n a s s o c i a t e d d e t a c h m e n t z o n e 2 9 1 6 . P h o t o g r a p h o f a d u p l e x f a u l t z o n e d e v e l o p e d i n t h e D e v i l s C l a w u n i t 3 1 1 7 . P h o t o g r a p h o f c l e a v a g e r e f r a c t i o n i n t h e C u r r i e r u n i t 3 3 1 8 . C o n t o u r e d e q u a l a r e a s t e r e o p r o j e c t i o n o f p o l e s t o f r a c t u r e s f r o m a l l s t r u c t u r a l d o m a i n s 3 5 1 9 . P h o t o g r a p h s o f c o n j u g a t e h k O f r a c t u r e s e t s 3 6 2 0 . P h o t o g r a p h o f s i g m o i d a l e n e c h e l o n e x t e n s i o n f r a c t u r e s 3 7 2 1 . P h o t o g r a p h o f s y n t e c t o n i c q u a r t z / c a r b o n a t e v e i n 3 8 2 2 . P h o t o m i c r o g r a p h o f p r e s s u r e s o l u t i o n r e l a t i o n s h i p s i n p e b b l e s f r o m t h e J a c k s o n u n i t 3 9 2 3 . C l o s u r e o f c l e a v a g e s p a c i n g w i t h d e p t h a s i l l u s t r a t e d i n o u t c r o p 4 1 -X- W-e^f ^ 6 *ys hi^  C.k . < J e v 0 k vii 2 4 . I n c r e a s i n g i n t e n s i t y o f p r e s s u r e s o l u t i o n c l e a v a g e w i t h d e p t h a s i l l u s t r a t e d i n t h i n s e c t i o n 4 2 2 5 . P h o t o m i c r o g r a p h o f s t r a i n s h a d o w s 4 3 2 6 . P h o t o m i c r o g r a p h s i l l u s t r a t i n g b e n t m i c a s r e s u l t i n g f r o m p o r e f r a m e w o r k c o l l a p s e 4 4 2 7 . P h o t o m i c r o g r a p h i l l u s t r a t i n g s y n t e c t o n i c , s y n t h e t i c v e i n r e l a t i o n s h i p s 4 6 2 8 . P h o t o m i c r o g r a p h i l l u s t r a t i n g s y n t e c t o n i c , a n t i t h e t i c v e i n r e l a t i o n s h i p s 4 7 2 9 . C o n t o u r e d e q u a l a r e a s t e r e o p r o j e c t i o n o f p o l e s t o s e c o n d p h a s e c l e a v a g e f r o m s t r u c t u r a l d o m a i n s 4 a n d 5 4 9 3 0 . S t e r e o p r o j e c t i o n s o f s e c o n d p h a s e a n d f i r s t p h a s e c l e a v a g e i n t e r s e c t i o n s a n d s e c o n d p h a s e c l e a v a g e a n d b e d d i n g i n t e r s e c t i o n s , f r o m s t r u c t u r a l d o m a i n s 4 a n d 5 5 0 3 1 . S t e r e o p r o j e c t i o n s i l l u s t r a t i n g t h e i n t e r s e c t i o n o f b e d d i n g w i t h s e c o n d p h a s e f o l d a x i a l s u r f a c e s i n s t r u c t u r a l d o m a i n s 4 a n d 5 5 2 3 2 . C o n t o u r e d e q u a l a r e a s t e r e o p r o j e c t i o n o f s e c o n d p h a s e f o l d a x e s f r o m s t r u c t u r a l d o m a i n s 4 a n d 5 5 3 3 3 . T h e t r a c e o f s e c o n d p h a s e f o l d a x i a l s u r f a c e s i n t h e m a p a r e a 5 4 3 4 . P h o t o g r a p h i l l u s t r a t i n g f i r s t p h a s e h k O f r a c t u r e s w a r p e d b y s e c o n d p h a s e f o l d i n g 5 5 3 5 . C o n t o u r e d e q u a l a r e a s t e r e o p r o j e c t i o n o f f i r s t p h a s e f o l d a x e s f r o m s t r u c t u r a l d o m a i n s 3 , 4 a n d 5 , 5 6 3 6 . S t e r e o p r o j e c t i o n o f f o l d e d f i r s t p h a s e h k O f r a c t u r e s 5 7 3 7 . S t e r e o p r o j e c t i o n o f f i r s t a n d s e c o n d p h a s e s l i c k e n s i d e l i n e a t i o n s 5 9 3 8 . P h o t o g r a p h o f " d o m e a n d b a s i n " g e o m e t r y c r e a t e d b y i n t e r f e r e n c e b e t w e e n f i r s t a n d s e c o n d p h a s e f o l d s 6 0 3 9 . S t r u c t u r e c o n t o u r m a p f r o m d o m a i n 3 c o n s t r u c t e d o n t h e u p p e r c o n t a c t o f t h e J a c k s o n u n i t 6 1 4 0 . P h o t o g r a p h o f s e c o n d p h a s e t h r u s t f a u l t z o n e 6 2 4 1 . P h o t o g r a p h o f h i g h a n g l e d i p - s l i p f a u l t s a s s o c i a t e d w i t h s e c o n d p h a s e f o l d s 6 3 4 2 . P h o t o g r a p h o f p e n c i l f a b r i c s d e v e l o p e d b y i n t e r s e c t i n g p l a n a r e l e m e n t s 6 5 4 3 . S t r u c t u r e c o n t o u r m a p c o n s t r u c t e d o n a s e c o n d p h a s e f a u l t s u r f a c e 6 6 4 4 . S t r u c t u r a l m a p i l l u s t r a t i n g g e n t l y w a r p e d s e c o n d p h a s e c l e a v a g e 6 8 4 5 . E f f e c t s o f t h r e e s u p e r p o s e d s t r a i n e v e n t s o n d o m a i n a l f i r s t p h a s e f o l d a x e s 6 9 v i i ' 4 6 a . S t e r e o p r o j e c t i o n s a n d c a r t o o n s i l l u s t r a t i n g c l e a v a g e / b e d d i n g r e l a t i o n s h i p s i n s e v e r a l f o l d s 7 1 4 6 b . S t e r e o p r o j e c t i o n s a n d c a r t o o n s i l l u s t r a t i n g c l e a v a g e / b e d d i n g r e l a t i o n s h i p s i n s e v e r a l f o l d s 7 2 4 7 . S t e r e o p r o j e c t i o n i l l u s t r a t i n g f i r s t p h a s e c l e a v a g e a n d b e d d i n g o r i e n t a t i o n s i n a f i r s t p h a s e f o l d 7 3 4 8 . O r i g i n o f c l e a v a g e f a n 7 4 4 9 . F i r s t p h a s e s u p r a s t r u c t u r e t h r o u g h o u t t h e m a p a r e a 7 8 5 0 . P h o t o g r a p h o f t i g h t d i s h a r m o n i c k i n k f o l d s d e v e l o p e d i n S p a t s i z i s e d i m e n t s 8 1 5 1 . M a g n e t i c m a p ( G S C 7 7 8 7 G ) i l l u s t r a t i n g a n o m a l i e s o v e r s u r f a c e e x p o s u r e s o f T o o d o g o n e v o l c a n i c s 8 3 5 2 . D e f o r m a t i o n m a p o f t h e p r e s s u r e s o l u t i o n p r o c e s s , i l l u s t r a t i n g t h e e f f e c t s o f t e m p e r a t u r e , s t r e s s , a n d g r a i n s i z e o n s t r a i n r a t e 9 0 5 3 . P h o t o m i c r o g r a p h o f w e l l s u t u r e d d e t r i t a l g r a i n s i n a s u b l i t h a r e n i t e f r o m t h e C u r r i e r u n i t 9 1 5 4 . L i n e d r a w i n g s o f m i c r o s c o p i c r e l a t i o n s h i p s o f p h y l l o s i l i c a t e s i n a r e n i t e s f r o m t h e M c E v o y a n d C u r r i e r u n i t s 9 3 5 5 . P h o t o g r a p h o f c o r e r e m o v e d f r o m t h e C u r r i e r u n i t w h i c h i l l u s t r a t e s a m i n e r a l f i l l e d b r e c c i a z o n e . 9 8 5 6 . M o h r c i r c l e d i a g r a m i l l u s t r a t i n g t h e d i f f e r e n t i a l s t r e s s e s r e q u i r e d t o f o r m h k O a n d b e d d i n g p a r a l l e l f r a c t u r e s 1 0 0 5 7 . D i a g r a m m a t i c r e p r e s e n t a t i o n o f r e l a t i o n s h i p b e t w e e n h k O v e i n s , c l e a v a g e , b e d d i n g p a r a l l e l v e i n s a n d p r i n c i p a l s t r e s s o r i e n t a t i o n s 1 0 2 5 8 . G r a p h s o f v i t r i n i t e r e f l e c t a n c e d a t a f r o m t h e s t u d y a r e a 1 0 6 5 9 . S t r u c t u r a l c r o s s s e c t i o n i l l u s t r a t i n g p r e - t e c t o n i c c o a l i f i c a t i o n 1 0 8 6 0 . T h e o r e t i c a l d i s t r i b u t i o n o f i s o r a n k l i n e s f o l l o w i n g p r e - t e c t o n i c a n d p o s t - t e c t o n i c c o a l i f i c a t i o n 1 1 0 6 1 . E x p e r i m e n t a l r e o r i e n t a t i o n o f v i t r i n i t e r e f l e c t i v e i n d i c a t i n g s u r f a c e 1 1 2 6 2 . O r i e n t a t i o n o f t h e r e f l e c t i v e i n d i c a t i n g s u r f a c e i n f o l d e d c o a l s e a m s 1 1 4 6 3 . G r a p h s o f v i t r i n i t e r e f l e c t a n c e v e r s u s d e p t h 1 1 6 6 4 . E x t r a p o l a t i o n o f l e a s t s q u a r e s f i t c o a l i f i c a t i o n g r a d i e n t s t o a z e r o m a t u r a t i o n l e v e l 1 2 0 6 5 . B u r i a l h i s t o r y o f t h e l o w e r C u r r i e r u n i t 1 2 5 6 6 . M o d e l l e d r e l a t i o n s h i p b e t w e e n r e f l e c t a n c e a n d d e p t h a s s u m i n g a s p e c i f i c b u r i a l h i s t o r y 1 2 6 Vl(\ 6 7 . C o m p a r i s o n o f m o d e l l e d a n d c a l c u l a t e d c o a l i f i c a t i o n g r a d i e n t s 1 2 8 6 8 . T i m e - t e m p e r a t u r e h i s t o r y f o r t h e l o w e r C u r r i e r u n i t 1 2 9 6 9 . P - T s p a c e f o r r e l e v a n t l o w - g r a d e m e t a m o r p h i c r e a c t i o n s 1 3 2 7 0 . P h o t o m i c r o g r a p h o f c l a y m i n e r a l s g r o w i n g a s s t r a i n s h a d o w s o r " b e a r d s " o n d e t r i t a l g r a i n s 1 3 4 7 1 . S E M p h o t o g r a p h o f q u a r t z o v e r g r o w t h s 1 3 5 7 2 . P h o t o m i c r o g r a p h i l l u s t r a t i n g g r o w t h r e l a t i o n s h i p s o f d i a g e n e t i c a l b i t e 1 3 7 7 3 . P h o t o m i c r o g r a p h i l l u s t r a t i n g s t a g e s o f c a r b o n a t e r e p l a c e m e n t 1 3 8 7 4 . P h o t o m i c r o g r a p h i l l u s t r a t i n g s t a g e s o f a n k e r i t i z a t i o n 1 3 9 7 5 . X - r a y d i f f r a c t o g r a m t r a c e s f o r a r e p r e s e n t a t i v e s a m p l e s u i t e ....^..3..^.^?. s > p e c s a £ i 7 6 . G r a p h i l l u s t r a t i n g t h e c h a n g e i n i l l i t e p e a k w i d t h f o l l o w i n g g l y c o l a t i o n a n d h e a t i n g 1 4 3 7 7 . X - r a y d i f f r a c t o g r a m t r a c e s f o r ( 0 0 6 ) r e f l e c t i o n s o f m u s c o v i t e a n d p a r a g o n i t e 1 4 4 7 8 . G r a p h o f R u b i e r i l l i t e c r y s t a l l i n i t y i n d e x v e r s u s t h e l o g o f v i t r i n i t e r e f l e c t a n c e r 1 4 7 7 9 . G r a p h o f W e a v e r i l l i t e c r y s t a l l i n i t y i n d e x v e r s u s t h e l o g o f v i t r i n i t e r e f l e c t a n c e 1 4 8 8 0 . G r a p h i l l u s t r a t i n g t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n i l l i t e c r y s t a l l i n i t y a n d l o g r e f l e c t a n c e f r o m v a r i o u s s e d i m e n t a r y b a s i n s 1 5 1 8 1 . G r a p h o f i l l i t e c r y s t a l l i n i t y i n d e x v e r s u s t h e r a t i o o f t h e i n t e n s i t y o f t h e ( 0 0 2 ) a n d ( 0 0 1 ) p e a k s 1 5 3 8 2 . G r a p h i l l u s t r a t i n g i l l i t e c r y s t a l l i n i t y i n d e x f o l l o w i n g h e a t i n g 1 6 4 8 3 . G r a p h i l l u s t r a t i n g e v o l u t i o n o f v o l a t i l e s d u r i n g c o a l i f i c a t i o n 1 6 7 8 4 . T h e m a j o r t e c t o n o s t r a t i g r a p h i c t e r r a n e s o f t h e C a n a d i a n C o r d i l l e r a 1 6 9 8 5 . S t r a t i g r a p h i c c o r r e l a t i o n b e t w e e n n o r t h e r n a n d s o u t h e r n B o w s e r B a s i n . 1 7 1 8 6 . C o m p i l a t i o n m a p i l l u s t r a t i n g g e n e r a l i z e d s t r u c t u r a l t r e n d s i n t h e m a p a r e a a n d i n t h e n o r t h e a s t c o r n e r o f t h e B o w s e r B a s i n a n d w e s t e r n m a r g i n o f t h e 7 S u s t u t B a s i n . J ! g s g v " ~ > s p - e - c ^ a S 8 7 . D i s p l a c e m e n t h i s t o r y a l o n g t h e m a j o r s t r i k e - s l i p f a u l t s i n n o r t h c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a 1 7 8 8 8 . T e c t o n i c b o u n d a r y c o n d i t i o n s a c t i v e d u r i n g t h e s e c o n d a n d t h i r d p h a s e d e f o r m a t i o n a l e v e n t s 1 8 0 ix L i s t o f T a b l e s T a b l e P a g e I . d - s p a c i n g s f o r c l a y m i n e r a l s 1 4 5 I I . d - s p a c i n g s o f p h y l l o s i l l i c a t e s 1 4 5 I I I . I d e n t i f i c a t i o n o f c l a y m i n e r a l p h a s e s 1 4 5 I V . X - r a y a n a l y s i s o f i l l i t e 1 4 9 x AcltoQwledgments S p e c i a l t h a n k s i s d u e D r . R . M . B u s t i n f o r h i s a p t s u p e r v i s i o n a n d p a t i e n c e . T h e a u t h o r b e n e f i t e d g r e a t l y f r o m d i s c u s s i o n s w i t h D r . J . V . R o s s , D r . W . C . B a r n e s a n d D r . J . K . R u s s e l l c o n c e r n i n g v a r i o u s a s p e c t s o f t h e s t u d y . G u l f C a n a d a R e s o u r c e s L i m i t e d c o a l d i v i s i o n p e r s o n n e l w e r e a l s o h e l p f u l t o t h i s e n d . D r . P . B . R e a d a s s i s t e d i n t h e p e t r o l o g i c s e a r c h f o r t h e e v e r e l u s i v e z e o l i t e . " H o p - s a t u r a t e d " d e b a t e s w i t h v a r i o u s c o l l e a g u e s i n t h e d e p a r t m e n t f u r t h e r s e r v e d t o p u t t h e t h e s i s i n i t s p r o p e r p e r s p e c t i v e . T h e a s s i s t a n c e o f t e c h n i c i a n s E d M o n t g o m e r y a n d B r y o n C r a n s t o n a n d d r a f t s m a n G o r d H o d g e w e r e i n v a l u a b l e t o t h e c o m p l e t i o n o f t h e t h e s i s . F u n d i n g w a s o b t a i n e d f r o m E n e r g y , M i n e s a n d R e s o u r c e s G r a n t N o . 8 3 - 4 0 8 1 A , a r e s e a r c h c o n t r a c t w i t h G u l f C a n a d a R e s o u r c e s L i m i t e d a n d B u s t i n ' s N a t u r a l S c i e n c e s a n d E n g i n e e r i n g R e s e a r c h C o u n c i l g r a n t 6 7 - 7 3 3 7 . A N a t u r a l S c i e n c e s a n d E n g i n e e r i n g R e s e a r c h C o u n c i l p o s t - g r a d u a t e s c h o l a r s h i p s u p p o r t e d t h e a u t h o r d u r i n g t h e p e r i o d 1 9 8 2 - 1 9 8 5 , f o r w h i c h h e g r a t e f u l l y a c k n o w l e d g e s t h e t a x p a y e r s o f C a n a d a . xi -1 . I N T R O D U C T I O N O v e r t h e l a s t d e c a d e t h e c o n c e p t o f a c c r e t i o n a r y t e r r a n e t e c t o n i c s a s a p p l i e d t o W e s t e r n N o r t h A m e r i c a h a s g a i n e d i n c r e a s i n g a c c e p t a n c e . A t t e m p t s t o e x p l a i n t h e B o w s e r B a s i n i n t e r m s o f a t e c t o n i c m o d e l i n v o l v i n g t h e a c c r e t i o n o f a l l o c h t h o n o u s i s l a n d a r c t e r r a n e s t o t h e c r a t o n i c m a r g i n ( E i s b a c h e r , 1 9 8 1 ; M o n g e r e t a l . , 1 9 8 2 ) h a v e b e e n h a m p e r e d b y t h e p a u c i t y o f d e t a i l e d s t r a t i g r a p h i c a n d s t r u c t u r a l s t u d i e s i n t h e l a t e M e s o z o i c s u c c e s s i o n . S t r a t i g r a p h i c s t u d i e s c o n d u c t e d a l o n g t h e e a s t e r n m a r g i n ( E i s b a c h e r , 1 9 7 4 a , b ) a n d t h e s o u t h e a s t e r n m a r g i n ( T i p p e r a n d R i c h a r d s , 1 9 7 6 ) o f t h e B o w s e r B a s i n h a v e o u t l i n e d a m a p p a b l e l i t h o s t r a t i g r a p h y a n d b i o s t r a t i g r a p h y f o r p r e - O x f o r d i a n a n d p o s t - A l b i a n s t r a t a r e s p e c t i v e l y . L i t t l e s t r a t i g r a p h i c w o r k , h o w e v e r , h a s b e e n a t t e m p t e d i n t h e i n t e r v e n i n g p o s t - O x f o r d i a n t o p r e - A l b i a n i n t e r v a l . P r i o r t o t h e s u m m e r o f 1 9 8 1 f e w s t r a t i g r a p h i c s t u d i e s h a d b e e n c o n d u c t e d i n t h e n o r t h e r n p o r t i o n o f t h e B o w s e r B a s i n . S t r u c t u r a l s t u d i e s w e r e l i m i t e d t o c a s u a l o b s e r v a t i o n s o f t h e d o m i n a n t f o l d t r e n d s ( E i s b a c h e r , 1 9 7 1 , 1 9 7 4 a ) . A c o m p r e h e n s i v e s t r a t i g r a p h i c a n d s t r u c t u r a l s t u d y w a s u n d e r t a k e n i n t h e n o r t h e a s t e r n c o r n e r o f t h e B o w s e r B a s i n . I n t i t i a l l y t h i s s t u d y c o n c e r n e d i t s e l f w i t h t h e d e l i n e a t i o n o f a m a p p a b l e s t r a t i g r a p h y f o r t h e e x p o s e d s e d i m e n t s . T h i s s t r a t i g r a p h y w a s u t i l i z e d a s t h e f r a m e w o r k f r o m w h i c h a g e o l o g i c m a p a t t h e s c a l e o f 1 : 2 5 , 0 0 0 w a s p r e p a r e d . M a c r o s c o p i c g e o m e t r i e s r e v e a l e d b y m a p p i n g t o g e t h e r w i t h o b s e r v a t i o n s o f s t r a i n a n d m e t a m o r p h i c p h e n o m e n a a t t h e m e s o s c o p i c a n d m i c r o s c o p i c s c a l e s w e r e u s e d t o o u t l i n e t h e s t y l e s o f d e f o r m a t i o n a n d t o d e c i p h e r t h e r e l a t i v e t i m i n g o f b u r i a l , o r g a n i c a n d i n o r g a n i c m e t a m o r p h i s m a n d d e f o r m a t i o n o f p o s t - B a t h o n i a n s e d i m e n t s . T h i s i n f o r m a t i o n i s f i n a l l y u s e d t o e v a l u a t e t h e a c c r e t i o n a r y t e r r a n e t e c t o n i c m o d e l . 1 2 1 . 1 L O C A T I O N A N D A C C E S S T h e G r o u n d h o g C o a l f i e l d , a s d e f i n e d b y B u c k h a m a n d L a t o u r ( 1 9 5 0 ) , i s o u t l i n e d b y a n o r t h w e s t e r l y t r e n d i n g p a r a l l e l o g r a m e n c l o s i n g a n a r e a o f a p p r o x i m a t e l y 2 , 4 0 0 s q u a r e k m i n t h e n o r t h e a s t e r n c o r n e r o f t h e B o w s e r B a s i n ( F i g u r e 1 ) . T h e s t u d y a r e a i s t h e n o r t h e r n m o s t p o r t i o n o f t h e c o a l f i e l d , a p p r o x i m a t e l y b o u n d e d b y l o n g i t u d e s 1 2 8 ° a n d 1 2 9 ° a n d l a t i t u d e s 5 7 ° a n d 5 7 ° 5 0 ' ; a n d h a s a n a r e a l e x t e n t o f a p p r o x i m a t e l y 7 0 0 s q u a r e k m . P h y s i o g r a p h i c a l l y t h e a r e a f o r m s a p l a t e a u f r o m w h i c h t h e h e a d w a t e r s o f t h e N a s s , S k e e n a , S p a t s i z i a n d K l a p p a n r i v e r s f l o w ( F i g u r e 2 ) . A c c e s s t o t h e a r e a i s g e n e r a l l y b y f i x e d w i n g a i r c r a f t o r h e l i c o p t e r f r o m S m i t h e r s . O u t f i t t e r s u s i n g t h e S p a t i s i z i w i l d e r n e s s a r e a h a v e t r a d i t i o n a l l y g a i n e d a c c e s s o n h o r s e b a c k v i a t h e B r i t i s h C o l u m b i a R a i l r o a d r i g h t o f w a y w h i c h f o l l o w s t h e v a l l e y s o f t h e L i t t l e K l a p p a n a n d S k e e n a r i v e r s y s t e m s . F u t u r e d e v e l o p m e n t o f a n t h r a c i t e r e s o u r c e s i n t h e a r e a w i l l p r o b a b l y e n t a i l m o t o r i z e d a c c e s s a l o n g t h e B r i t i s h C o l u m b i a R a i l w a y r i g h t o f w a y . T h e f i e l d s e a s o n i n t h e s t u d y a r e a g e n e r a l l y e n c o m p a s s e s J u l y a n d A u g u s t . L a t e J u n e a n d e a r l y S e p t e m b e r a l s o o f f e r s a c c e s s i n p a r t i c u l a r i l y l o n g s u m m e r s . D u r i n g . 1 9 8 2 a n d 1 9 8 3 t h e f i e l d s e a s o n w a s c h a r a c t e r i z e d b y r a i n o r s n o w o n m o s t d a y s a n d l o w l y i n g c l o u d a l m o s t c o n t i n u a l l y , e f f e c t i v e l y l i m i t i n g a c c e s s t o h i g h e r e l e v a t i o n s . 1 . 2 P R E V I O U S S T U D I E S T h e f i r s t i n v e s t i g a t i o n o f g e o l o g i c a l r e l a t i o n s h i p s , i n t h e G r o u n d h o g C o a l f i e l d w a s c o n d u c t e d b y O ' D w y e r a n d D u p o n t i n 1 8 9 8 a n d 1 8 9 9 ( D u p o n t , 1 9 0 1 ) w h i l e e v a l u a t i n g a p o s s i b l e r a i l w a y e x t e n s i o n f r o m H a z e l t o n t o D e a s e L a k e ( B u c k h a m a n d L a t o u r , 1 9 5 0 ) . T h e f i r s t p u b l i s h e d r e f e r e n c e t o c o a l i n t h e G r o u n d h o g ( a 1 0 f o o t s e a m o u t c r o p p i n g i n t h e s t u d y a r e a a t t h e c o n f l u e n c e o f D i d e n e C r e e k a n d S p a t i s i z i R i v e r ) w a s b y D u p o n t , 1 9 0 1 . G . M . D a w s o n ( 1 9 0 1 ) i n a s u m m a r y r e p o r t t o t h e G . S . C . s u g g e s t e d t h a t s i g n i f i c a n t a n t h r a c i t e r e s e r v e s w o u l d b e f o u n d i n t h e a r e a . FIGURE 1: Regional map illustrating approximate location of study area with respect to various geographic features. 4 FIGURE 2: Areal location map illustrating approximate study area boundary (heavy line), 5000 foot topographic contour, major drainage systems, major peaks and permanent ice fields (IF). 5 T h e p e r i o d f r o m 1 9 0 3 - 1 9 1 3 w a s c h a r a c t e r i z e d b y s u b s t a n t i a l c o a l e x p l o r a t i o n i n t h e G r o u n d h o g . A l t h o u g h p r i m a r i l y c o n c e r n e d w i t h t h e s o u t h e r n p o r t i o n o f t h e c o a l f i e l d , s e v e r a l c l a i m s w e r e s t a k e d i n t h e n o r t h e r n e n d n e a r t h e K l a p p a n R i v e r ( B u c k h a m a n d L a t o u r , 1 9 5 0 ) . T h e s e e f f o r t s r e s u l t e d i n t h e f i r s t o u t l i n e o f s t r a t i g r a p h y i n t h e a r e a ( M a l l o c h , 1 9 1 2 , 1 9 1 4 ) . M a l l o c h d i v i d e d t h e s t r a t a i n t h e c o a l f i e l d i n t o t w o m a i n s u b d i v i s i o n s , t h e H a z e l t o n G r o u p a n d t h e o v e r l y i n g S k e e n a S e r i e s . M a l l o c h a l s o d r e w a t t e n t i o n t o t h e n o r t h w e s t e r l y t r e n d i n g f o l d s y s t e m s a s w e l l a s t h e p r e s e n c e o f f a u l t s i n t h e m a j o r v a l l e y s . D u r i n g t h e 1 9 4 8 f i e l d s e a s o n B u c k h a m a n d L a t o u r ( 1 9 5 0 ) r e a s s e s s e d m a n y o f t h e c o a l b e a r i n g s e c t i o n s o r i g i n a l l y r e p o r t e d b y M a l l o c h . A l t h o u g h c o n c e r n e d p r e d o m i n a n t l y w i t h c o a l r e s e r v e s a n d q u a l i t y , t h e y d i d r e n a m e t h e s t r a t i g r a p h i c d i v i s i o n s o l * M a l l o c h a s U p p e r a n d L o w e r H a z e l t o n G r o u p . D u r i n g O p e r a t i o n S t i k i n e ( G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a , 1 9 5 7 ) a r e c o n n a i s s a n c e m a p w a s c o n s t r u c t e d w h i c h i n c o r p o r a t e d o u t c r o p d a t a a n d a i r p h o t o a n a l y s i s f r o m t h e n o r t h e r n m a r g i n o f t h e B o w s e r B a s i n . N u m e r o u s m a j o r f o l d a x i a l t r a c e s w e r e s h o w n a l t h o u g h n o a t t e m p t w a s m a d e t o d e l i n e a t e t h e s t r a t i g r a p h y . E i s b a c h e r ( 1 9 7 0 , 1 9 7 1 , 1 9 7 2 , 1 9 7 3 , 1 9 7 4 , a , b , c , 1 9 7 7 ) c o n d u c t e d s t u d i e s a l o n g t h e e a s t e r n m a r g i n o f t h e B o w s e r B a s i n ; a n a r e a w h i c h b o r d e r s t h e e a s t e r n e d g e o f t h e s t u d y a r e a . E i s b a c h e r s u b d i v i d e d t h e s t r a t a i n t o s e v e r a l f a d e s : 1 . D u t i - R i v e r S l a m g e e s h f a c i e s ; 2 . G r o u n d h o g G u n a n o o t f a c i e s ; a n d 3 . J e n k i n s C r e e k f a c i e s . R i c h a r d s a n d G i l c h r i s t ( 1 9 7 9 ) b r i e f l y s t u d i e d s t r a t a w h i c h t h e y r e f e r r e d t o a s t h e G u n a n o o t a s s e m b l a g e a n d d e l i n e a t e d a l a r g e n o r t h w e s t e r l y t r e n d i n g s y n c l i n e w h i c h p a s s e s t h r o u g h M t . G u n a n o o t , a s w e l l a s s e v e r a l f l u v i a t i l e i n t e r v a l s w i t h i n t h e s e q u e n c e . E i s b a c h e r ( 1 9 8 1 ) s u m m a r i z e d t h e f a c i e s d i s t r i b u t i o n i n t h e e a s t e r n m a r g i n o f t h e B o w s e r B a s i n a n d e m p h a s i z e d i t s s i g n i f i c a n c e i n t e r m s o f t h e p l a t e t e c t o n i c h i s t o r y o f W e s t e r n C a n a d a . 6 S e v e r a l c o a l c o m p a n i e s ( G u l f , E s s o , P e t r o f i n a ) h a v e b e e n a c t i v e i n t h e a r e a i n t h e p a s t d e c a d e . D e t a i l s o n t h e s t r a t a s u r r o u n d i n g c o a l m e a s u r e s a n d g e n e r a l o b s e r v a t i o n s o n s t r u c t u r e s t y l e a r e a v a i l a b l e i n s e v e r a l u n p u b l i s h e d o p e n f i l e r e p o r t s o f t h e B r i t i s h C o l u m b i a M i n i s t r y o f M i n e s a n d P e t r o l e u m R e s o u r c e s . A c o m p r e h e n s i v e a n a l y s i s o f p r e v i o u s g e o l o g i c a l s t u d i e s i n t h e a r e a a n d t h e i r c o m p a r i s o n t o t h e s t r a t i g r a p h y a n d s t r u c t u r a l s t y l e o u t l i n e d i n t h i s s t u d y h a s b e e n r e p o r t e d p r e v i o u s l y ( B u s t i n a n d M o f f a t , 1 9 8 3 ) . A n a n a l y s i s o f r e g i o n a l c o a l i f i c a t i o n t r e n d s a n d t h e i r s i g n i f i c a n c e i n t e r m s o f p a l e o g e o t h e r m a l h e a t f l u x h a s a l s o b e e n r e c e n t l y p u b l i s h e d ( B u s t i n , 1 9 8 4 ) . 1 . 3 R E G I O N A L G E O L O G I C F R A M E W O R K T h e B o w s e r B a s i n i s a s u c c e s s o r b a s i n ( E i s b a c h e r , 1 9 7 4 c , 1 9 7 6 ) o f J u r a s s i c - C r e t a c e o u s a g e . T h e B a s i n a n d u n d e r l y i n g r o c k s a r e p a r t o f S t i k i n i a o r t h e S t i k i n e t e r r a n e w h i c h c o n s i s t s o f u p p e r P a l e o z o i c s e d i m e n t a r y a n d v o l c a n i c r o c k s a n d a v a r i e d U p p e r T r i a s s i c a n d L o w e r J u r a s s i c a s s e m b l a g e o f p l u t o n i c , v o l c a n i c a n d v o l c a n i c l a s t i c r o c k s ( E i s b a c h e r , 1 9 8 1 ) . T h e S t i k i n e t e r r a n e i s b o u n d e d t o t h e e a s t b y t h e O m i n e c a c r y s t a l l i n e b e l t , t o t h e n o r t h b y A t l i n t e r r a n e a n d t o t h e w e s t b y t h e C o a s t P l u t o n i c c o m p l e x . T h e t e r r a n e i s a l m o s t c o i n c i d e n t w i t h t h e I n t e r m o n t a n e b e l t o f W h e e l e r a n d G a b r i e l s e ( 1 9 7 2 ; F i g u r e 3 ) . T h e n o r t h e a s t e r n c o r n e r o f t h e B o w s e r B a s i n i s b o u n d e d a t t h e s u r f a c e b y a n d e s i t i c t o d a c i t i c v o l c a n i c s o f t h e J u r a s s i c H a z e l t o n G r o u p . T o t h e e a s t H a z e l t o n r o c k s a r e i n f a u l t c o n t a c t w i t h t h e S u s t u t G r o u p s u c c e s s i o n , w h e r e a s t o t h e n o r t h t h e y a r e j u x t a p o s e d a l o n g a f a u l t w i t h T r i a s s i c S t u h i n i G r o u p v o l c a n i c s a n d P e r m i a n a n d o l d e r g r e e n s t o n e s , l i m e s t o n e s a n d p h y l l i t e s ( G a b r i e l s e a n d T i p p e r , 1 9 8 4 ) . T h e B o w s e r B a s i n b e c a m e a s u b s i d i n g d e p o s i t i o n a l t r o u g h d u r i n g t h e M i d d l e J u r a s s i c f o l l o w i n g r e g i o n a l u p l i f t i n t h e s o u t h a l o n g t h e e a s t - n o r t h e a s t l y t r e n d i n g S k e e n a A r c h a n d o r o g e n i c u p l i f t n o r t h o f a n d i n c l u d i n g t h e A t l i n t e r r a n e . I n t h e 7 n o r t h e r n h a l f o f t h e b a s i n p a l e o c u r r e n t s f l o w e d s o u t h e r l y a n d s o u t h w e s t e r l y ( E i s b a c h e r , 1 9 7 4 b , 1 9 8 1 ) f r o m t h e u p l i f t e d A t l i n t e r r a n e w h e r e a s t o t h e s o u t h p a l e o c u r r e n t s f l o w e d f r o m t h e S k e e n a A r c h i n a n o r t h e r l y d i r e c t i o n ( R i c h a r d s a n d J e l e t s k y , 1 9 7 5 ) . C o n t i n u e d u p l i f t d u r i n g c o n v e r g e n c e o f S t i k i n i a a n d A t l i n t e r r a n e i s t h o u g h t t o h a v e r e s u l t e d i n b a s i n w a r d p r o g r a d i n g d e l t a i c d e p o s i t s ( E i s b a c h e r , 1 9 8 1 ) . I n E a r l y C r e t a c e o u s t i m e , u p l i f t i n t h e B o w s e r b a s i n t e r m i n a t e d s e d i m e n t a c c u m l a t i o n . F r o m t h e r e t o L a t e C r e t a c e o u s , s e d i m e n t s w e r e s h e d f r o m u p l i f t e d B o w s e r r o c k s e a s t w a r d s i n t o t h e S u s t u t B a s i n ( F i g u r e 3 ) r e s u l t i n g i n d e p o s i t i o n o f t h e U p p e r C r e t a c e o u s T a n g o C r e e k a n d B r o t h e r s P e a k F o r m a t i o n s o f t h e S u s t u t G r o u p ( E i s b a c h e r , 1 9 7 4 a , 1 9 8 1 ; M c K e n z i e . 1 9 8 5 ) . F r o m m i d - C r e t a c e o u s t o P a l e o g e n e t i m e , t h e S t i k i n e t e r r a n e w a s t r a n s p o r t e d , n o r t h w a r d s a l o n g , s t r i k e s l i p f a u l t s y s t e m s ( T e m p l e m a n K l u i t , 1 9 7 9 ) . T h e c u m m u l a t i v e d i s p l a c e m e n t a l o n g s t r i k e - s l i p f a u l t s m a y a m o u n t t o a s m u c h a s 1 4 d e g r e e s o f l a t i t u d i n a l s h i f t ( M o n g e r a n d I r v i n g , 1 9 8 0 ) . T h e b e d r o c k g e o l o g y i s s o m e w h a t o b s c u r r e d b y u n d e f o r m e d b a s a l t , r h y o l i t e a n d t r a c h y t e f l o w s o f P l i o c e n e t o r e c e n t a g e i n t h e n o r t h w e s t e r n p a r t o f t h e B o w s e r B a s i n ( G a b r i e l s e a n d T i p p e r , 1 9 8 4 ) . FIGURE 3: Structural provinces of the Canadian Cordillera (after Wheeler and Gabrielse, 1972); I=Insular belt, 11=Coast Plutonic complex, III=Intermontane belt, IV=Omineca terrane, V=Rocky Mountain Fold and Thrust belt, VI = Interior Plains, BB=Bowser Basin, AT=Atlin Terrane of Eisbacher (1981). 2 . STRATIGRAPHY I n t h e s t u d y a r e a t h e B o w s e r s t a t i g r a p h i c p a c k a g e h a s a m i n i m u m t h i c k n e s s o f a p p r o x i m a t e l y 3 7 0 0 m f r o m t h e h i g h e s t s t r a t i g r a p h i c e x p o s u r e o f c o n g l o m e r a t e s d o w n t o t h e t o p o f t h e T o o d o g g o n e v o l c a n i c s . T h e e n t i r e s e q u e n c e , e x c l u d i n g t h e t h i c k m a r i n e s h a l e p a c k a g e i n t h e l o w e r m o s t p a r t o f t h e s e c t i o n , h a s b e e n r e f e r r e d t o a s t h e H a z e l t o n G r o u p ( B u c k h a m a n d L a t o u r , 1 9 5 0 ) o r t h e G u n a n o o t A s s e m b l a g e ( R i c h a r d s a n d G i l c h r i s t , 1 9 7 9 ) . T h e s u c e s s i o n h a s b e e n s u b s e q u e n t l y d i v i d e d i n t o 4 i n f o r m a l u n i t s ( B u s t i n a n d M o f f a t , 1 9 8 3 ) , f r o m o l d e s t t o y o u n g e s t , t h e J a c k s o n , C u r r i e r , M c E v o y a n d D e v i l s C l a w u n i t s . C o r r e l a t i o n o f t h e s e d i v i s i o n s w i t h t h o s e m a d e b y o t h e r a u t h o r s i n t h e c o a l f i e l d a n d s u r r o u n d i n g a r e a i s i l l u s t r a t e d i n F i g u r e 4 . I n t h i s s t u d y t h e t e r m B o w s e r L a k e G r o u p ( T i p p e r a n d R i c h a r d s , 1 9 7 6 ) i s a p p l i e d t o a l l t h o s e s e d i m e n t s a b o v e t h e P l i e n s b a c h i a n t o B a j o c i a n S p a t s i z i s e d i m e n t s ( S m i t h e t a l . , 1 9 8 4 ) a n d b e l o w t h e L a t e C r e t a c e o u s S u s t u t G r o u p . F i g u r e 5 i l l u s t r a t e s a g e n e r a l i z e d c o m p o s i t e s e c t i o n t h r o u g h t h e p a c k a g e . U s e o f m a r k e r h o r i z o n s f a c i l i t a t e d s t r u c t u r a l g e o m e t r i c i n t e r p r e t a t i o n s i n t h e a r e a . D e s c r i p t i o n s o f t h e s e u n i t s o n a r e g i o n a l s c a l e i s g i v e n e l s e w h e r e ( B u s t i n a n d M o f f a t , 1 9 8 3 ) . A b r i e f d e s c r i p t i o n o f t h e u n i t s a s d e f i n e d f o r t h e s t u d y a r e a f o l l o w s . 2 . 1 JACKSON U N I T T h e l o w e r c o n t a c t o f t h e J a c k s o n u n i t ( B u s t i n a n d M o f f a t , 1 9 8 3 ) i s n o t e x p o s e d i n t h e s t u d y a r e a . B a s e d o n w o r k c o n d u c t e d b y S m i t h e t a l . ( 1 9 8 4 ) i n t h e u n d e r l y i n g S p a t s i z i s e d i m e n t s a p p r o x i m a t e l y 8 k m e a s t , o f t h e s t u d y a r e a a n d t h e a v e r a g e f o l d w a v e l e n g t h a n d a m p l i t u d e i t i s e s t i m a t e d t h a t : t h e J a c k s o n i s a t l e a s t 2 , 0 0 0  m t h i c k . T h e J a c k s o n u n i t i s r o u g h l y t i m e e q u i v a l e n t t o t h e A s h m a n F o r m a t i o n o f t h e u p p e r B o w s e r L a k e G r o u p a s d e s c r i b e d b y T i p p e r a n d R i c h a r d s ( 1 9 7 6 ) i n t h e s o u t h e r n B o w s e r B a s i n . T h e u p p e r c o n t a c t i n t h e p r e s e n t s t u d y h a s b e e n c h o s e n a s a w e l l e x p o s e d c o n g l o m e r a t i c u n i t i n o r d e r t o f a c i l i t a t e s t r u c t u r a l m a p p i n g . I t i s a p p a r e n t t h a t 9 10 M t l l o e h , 1 9 1 4 B u c k h a m 4 L a t o u r . I 9 6 0 S o u t h e r a A r m a t r o n o , 1 9 8 6 E i a b a c h e r . 1 • 74 T i p p e r & R l c h a r d a . 1 9 7 8 R l c h a r d a A Q l l c h r l a t . 1 9 7 9 T h l a S t u d y 1—Bowser Lake Qroup—1 SOUTHERN GROUNDHOG COALFIELD QROUNOHOQ COALFIELD NORTHERN BRITISH COLUMBIA NORTHERN BOWSER BASIN SOUTHERN BOWSER BASIN NORTHERN QROUNOHOQ COALFIELD NORTHERN BOWSER BASIN 1—Bowser Lake Qroup—1 CRETACEOUS Upper Sus tu t -S l f ton Assemblage Sus tu t -S l f ton Assemblage Sustut Qroup Skeena Qroup Suatut Qroup Sustut Qroup Devils Claw Unit McEvoy Unit 1—Bowser Lake Qroup—1 CRETACEOUS Lower Skeena Series Hazelton Qroup Upper Part Bowser Assemblage Bowser Assemblage Jenkins Creek Facies Gunanoot-Groundhog Facies Qunanoot Assemblage 1—Bowser Lake Qroup—1 JURASSIC Upper Hazelton Qroup Hazelton Qroup Lower Part Bowser Assemblage 1—Bowser Lake Qroup—1 JURASSIC Hazelton Qroup Bowser Assemblage Dutl River Slamgeesh Facies Bowaer Lake Qroup Currier Unit 1—Bowser Lake Qroup—1 JURASSIC Middle Lower -Tak la -Haze l ton Assemblage Bowser Assemblage Jackaon Unit 1—Bowser Lake Qroup—1 JURASSIC Tat A 1—Bowser Lake Qroup—1 JURASSIC c la-Hazelton isemblage Hazelton Qroup Spatalxl * Sada Jpot toggona ^ ^ ^ v o l c a n l c a ??? TRIASSIC Upper Takla Qroup TRIASSIC TRIASSIC Middle (Smith et al.. 1984) H G U R E 4: regional stratigraphic correlation chart, revised from Bustin and Moffat, 1983. LITHOLOGY UNIT U c o n g l o m e r a t e , s a n d s t o n e , s h a l e M < —I O CO _J > 111 Q s a n d s t o n e , s h a l e , 81II31 o n e , c o n g l o m e r a t e , i r o n s t o n e u >-o > 111 o 2 c o a l , s h a l e , s a n d s t o n e I r o n s t o n e , s l l t s t o n e CURRIER s h a l e , s i l t s t - o n e , \ L L / * s a n d s t o n e , c o a l , ) c o n g l o m e r a t e JACKSON I 1 0 0 m * @ O x f o r d l a n Ammoni te (*) A l b i a n P a l y n o m o r p h F I G U R E 5: C o m p o s i t e s t r a t i g r a p h i c s e c t i o n f o r t h e s t u d y a r e a . 1 2 d e t a i l e d p a l e o n t o l o g i c w o r k i n t h i s a r e a i s r e q u i r e d t o f u r t h e r d e l i n e a t e t h e e x a c t r e g i o n a l c o r r e l a t i o n s . T h e J a c k s o n u n i t i n t h e s t u d y a r e a c o n s i s t s o f a n u p w a r d c o a r s e n i n g s e q u e n c e c h a r a c t e r i z e d b y a t h i c k s u c c e s s i o n o f t h i n l y b e d d e d f i s s i l e s h a l e a n d s i l t s t o n e w i t h t h i n s a n d s t o n e a n d c o n g l o m e r a t e l e n s e s i n t h e l o w e r p o r t i o n . T h e u p p e r p o r t i o n c o m p r i s e s a p p r o x i m a t e l y 2 0 0 m o f f i n e t o m e d i u m g r a i n e d s a n d s t o n e , t h i n c o n g l o m e r a t e a n d c o a l i n t e r b e d d e d w i t h s h a l e s , s i l t s t o n e a n d m i n o r l i m e s t o n e . I n o r d e r t o f a c i l i t a t e s t r u c t u r a l i n t e r p r e t a t i o n i n t h e s t u d y a r e a , a l o c a l s u b d i v i s i o n i n t h e J a c k s o n w a s i d e n t i f i e d w h i c h c o n s i s t e d o f a c o a r s e n i n g u p w a r d s c y c l e c a p p e d b y ' a 2 m t h i c k , l i g h t g r e y - w e a t h e r e d , c h e r t p e b b l e c o n g l o m e r a t e . T h i s p a r t i c u l a r u n i t h a s b e e n i d e n t i f i e d o n l y i n t h e a r e a e a s t o f C o n g l o m e r a t e C r e e k , n o r t h o f D i d e n e C r e e k a n d w e s t o f t h e S p a t s i z i R i v e r . T h e s e q u e n c e i s c a p p e d b y a l a t e r a l l y c o n t i n u o u s g r e y - w e a t h e r e d c o n g l o m e r a t i c z o n e w h i c h c o n t a i n s o n e o r t w o c o n g l o m e r a t e s w h i c h r a n g e i n t h i c k n e s s f r o m 3 t o 8 m . O v e r t h e m a j o r p o r t i o n o f t h e s t u d y a r e a t h e c o n g l o m e r a t i c z o n e i s u n d e r l a i n b y s a n d s t o n e a n d s h a l e w h i c h c o n t a i n m a r i n e p e l e c y p o d s a n d a m m o n i t e s . B i v a l v e s i d e n t i f i e d a s Otapeiria, Entolium, Oslrea, Corbula, Plagiostoma, Pleria, Oxytoma inaequivalvis, Comptonectes and Pleuromya subcompressa, ( C . S t e l c k , p e r s . c o m m . ) t h e a m m o n i t e Amoeboceras ( P . S m i t h , p e r s . c o m m . ) a n d t h e e c h i n o i d Pentacrinus ( R . T h o m s o n , p e r s . c o m m . ) h a v e b e e n l o c a t e d i n t h e J a c k s o n u n i t , t h e l a t t e r t w o f r o m t h e u p p e r m o s t 2 0 m . E l s e w h e r e , Amoeboceras h a s b e e n i d e n t i f i e d i n t h e u p p e r O x f o r d i a n b l a c k s h a l e f a c i e s o f t h e U p p e r B o w s e r L a k e G r o u p i n t h e s o u t h e r n B o w s e r B a s i n ( T i p p e r a n d R i c h a r d s , 1 9 7 6 ) . Pleuromya subcompressa, Oxytoma and Oslrea h a v e b e e n i d e n t i f i e d i n s t r a t a v a r y i n g f r o m B a j o c i a n t o l o w e r O x f o r d i a n i n a g e . A s w e l l Otapiria sp. i s k n o w n f r o m A l a s k a i n b e d s o f B a j o c i a n a g e . T h e a b s e n c e o f Buchia ( w h i c h i s g e n e r a l l y c o m m o n i n O x f o r d i a n a n d y o u n g e r m a r i n e s t r a t a ) i n a f o s s i l s a m p l e s u i t e c o l l e c t e d f r o m b e l o w 1 0 0 m f r o m t h e t o p o f t h e J a c k s o n u n i t s u g g e s t s a n a g e r a n g e o f p r e - O x f o r d i a n , p o s s i b l y C a l l o v i a n ( C . S t e l c k , p e r s . c o m m . ) . 13 N u m e r o u s t h i n s e c t i o n s w e r e c u t f r o m m e d i u m t o c o a r s e g r a i n e d s a n d s t o n e s a n d c o n g l o m e r a t e s o f t h e J a c k s o n u n i t i n o r d e r t o d e t e r m i n e c l a s t t y p e a n d t h e n a t u r e o f d i a g e n e t i c / m e t a m o r p h i c e f f e c t s . E x t e n s i v e r e p l a c e m e n t o f c h e r t , q u a r t z , f e l d s p a r a n d r o c k f r a g m e n t s b y s e r i c i t e a n d c a r b o n a t e a n d d e s t r u c t i o n o f c l a s t s b y s t r e s s d r i v e n d i s s o l u t i o n s i g n i f i c a n t l y l i m i t e d t h e i n f o r m a t i o n w h i c h c o u l d b e g a i n e d c o n c e r n i n g c l a s t t y p e a n d p r o v e n a n c e . P o i n t c o u n t s o n u n a l t e r e d s e c t i o n s a n d o b s e r v a t i o n s f r o m t h e r e m a i n i n g s a m p l e s i n d i c a t e t h a t t h e s a n d s t o n e s a r e c h e r t l i t h a r e n i t e s a n d c h e r t l i t h i c w a c k e s ( P e t t i j o h n e t a l . , 1 9 7 3 ) . I n s e v e r a l o f t h e p o i n t - c o u n t e d s e c t i o n s a n d i n t h e m a j o r i t y o f t h e e x t e n s i v e l y a l t e r e d s e c t i o n s , v o l c a n i c r o c k f r a g m e n t s m a k e u p b e t w e e n 3 0 a n d 4 0 p e r c e n t o f t h e t o t a l r o c k f r a g m e n t s p r e s e n t . T h e e x t e n t t o w h i c h p r e s s u r e s o l u t i o n h a s a l t e r e d g r a i n b o u n d a r i e s r e n d e r s e s t i m a t e s o f d e p o s i t i o n a l g r a i n s h a p e i n v a l i d . E i s b a c h e r ( 1 9 8 1 ) s u g g e s t e d t h e c o n g l o m e r a t e s o f O x f o r d i a n a g e w h i c h c r o p o u t n e a r t h e n o r t h e r n t i p o f t h e b a s i n ( a p p r o x i m a t e l y 1 5 - 3 0 k m n o r t h o f t h e t h e s i s a r e a ) w e r e d e r i v e d f r o m t h e C a c h e C r e e k g r o u p w h i c h w a s e x p o s e d f r o m t h e M i d d l e J u r a s s i c o n w a r d s i n t h e A t l i n t e r r a n e t o t h e n o r t h . T h i s i n t e r p r e t a t i o n i s c o n s i s t e n t w i t h t h e p r e p o n d e r a n c e o f c h e r t a n d m a f i c v o l c a n i c r o c k f r a g m e n t s f o u n d i n t h e t h e s i s s t u d y a r e a . I n t h e a r e a b e t w e e n t h e h e a d w a t e r s o f D i d e n e C r e e k a n d T a h t s e d l e C r e e k t h e c o n g l o m e r a t i c z o n e i s c h a n n e l - l i k e , w i t h a n e r o s i o n a l b a s e a n d a n a p p a r e n t f i n i n g u p w a r d s s e q u e n c e . T r o u g h c r o s s s t r a t a a r e c o m m o n a n d m a r i n e f o s s i l s a r e a b s e n t i n t h e z o n e i m m e d i a t e l y b e l o w . I n t h e r e m a i n d e r o f t h e a r e a t h e c o n g l o m e r a t i c z o n e i s c h a r a c t e r i z e d b y c o a r s e n i n g u p w a r d s s e q u e n c e s , t a b u l a r c r o s s b e d s a n d a n u p p e r z o n e r i c h i n c o a l a n d p l a n t m a t e r i a l . T h i s u p p e r s e c t i o n h a s a b u n d a n t b i v a l v e s a n d t u b e w o r m c a s t s . T h e c o n g l o m e r a t i c z o n e i s u n d e r l a y e n b y s h a l e s c o n t a i n i n g a b u n d a n t m a r i n e b i v l a v e s a n d a m m o n i t e s . I n s e v e r a l l o c a l i t i e s b e d s c o n t a i n i n g p e b b l e s a n d i m b r i c a t e b r o k e n s h e l l s w e r e o b s e r v e d . T h i s z o n e t h u s l i k e l y r e p r e s e n t s a n o v e r a l l u p w a r d s h o a l i n g i n a b a r r i e r b a r / b e a c h s y s t e m . T h e c o e v a l s t r a t a i n t h e M l K l a p p a n a r e a m i g h t b e r e p r e s e n t a t i v e o f d i s t r i b u t o r y c h a n n e l s f e e d i n g t h e b a r r i e r s y s t e m . E i s b a c h e r 1 4 ( 1 9 7 4 b ; 1 9 8 3 ) s u g g e s t e d t h a t c o n g l o m e r a t e s w i t h i n t h e J a c k s o n w e r e d e p o s i t e d b y t u r b i d i t y c u r r e n t s . A l t h o u g h t h i s o r i g i n i s r u l e d o u t f o r t h e u p p e r m o s t c o n g l o m e r a t e s b y t h e i r c l o s e v e r t i c a l a s s o c i a t i o n w i t h c o a l s w a m p d e p o s i t s , t h i n n e r c o n g l o m e r a t e s e n c a s e d w i t h i n m a r i n e s h a l e s d e e p e r i n t h e s e c t i o n m a y h a v e b e e n d e p o s i t e d b y t u r b i d i t y c u r r e n t s . 2 . 2 C U R R I E R U N I T T h e l o w e r c o n t a c t o f t h e C u r r i e r u n i t i n t h e s t u d y a r e a i s d e f i n e d b y t h e u p p e r m o s t o c c u r r e n c e o f J a c k s o n c o n g l o m e r a t e . I n t h e s t u d y a r e a t h e C u r r i e r u n i t r a n g e s i n t h i c k n e s s f r o m 3 5 0 t o . 4 0 0 m a n d h a s a . g r a d a t i o n a l u p p e r c o n t a c t w i t h t h e l o w e r m o s t M c E v o y . T h e C u r r i e r s u c c e s s i o n i s c h a r a c t e r i z e d b y o r a n g e - b r o w n w e a t h e r e d , f i n e t o c o a r s e g r a i n e d s a n d s t o n e s w h i c h c o n t a i n c h e r t a n d v o l c a n i c r o c k f r a g m e n t s i n t e r b e d d e d w i t h f i s s i l e s h a l e s , s i l t s t o n e s , m u d s t o n e s a n d c a r b o n a c e o u s s h a l e s . A t l e a s t 5 c o a l s e a m s , r a n g i n g i n t h i c k n e s s f r o m 1 t o 5 m , o c c u r i n t h e u n i t . T h e s e a m s a r e l o c a l l y t e c t o n i c a l l y t h i c k e n e d . I r o n s t o n e b a n d s a n d n o d u l e s a r e c h a r a c t e r i s t i c o f t h i s u n i t A s n o t e d b y B u s t i n a n d M o f f a t ( 1 9 8 3 ) , a p r o b a b l e a g e o f L a t e J u r a s s i c h a s b e e n a s s i g n e d t o t h e C u r r i e r b a s e d o n d i e p r e s e n c e o f t h e f o s s i l p l a n t a s s e m b l a g e : Cladophlebis vaccensis, Coniopteris, lymenophylloids, Ginkgoites digitata, Baiera lindlegana, Sphenobaiera angustiloba, Nilssonia parvula, a n d Ctenophyllum pachynerve. A n a l y s i s o f t h i n s e c t i o n s c u t f r o m f i n e t o c o a r s e g r a i n e d s a n d s t o n e s o f t h e C u r r i e r u n i t w e r e , a s i n t h e c a s e o f t h e J a c k s o n u n i t , h a m p e r e d b y e x t e n s i v e d i s s o l u t i o n a n d a l t e r a t i o n . A l l s a m p l e s a r e c h e r t l i t h a r e n i t e s o r c h e r t l i t h i c w a c k e s ( P e t t i j o h n e t a l . , 1 9 7 3 ) . I n g e n e r a l v o l c a n i c r o c k f r a g m e n t s c o m p r i s e l e s s t h a n 2 0 % o f t h e t o t a l r o c k f r a g m e n t v o l u m e i n c o m p a r i s o n t o t h e g r e a t e r t h a n 3 0 % c o n t r i b u t i o n i n t h e u n d e r l y i n g J a c k s o n u n i t , w h i c h m a y s u g g e s t e i t h e r i n c r e a s i n g i m p o r t a n c e o f a c h e r t s o u r c e o r w a n i n g i m p o r t a n c e o f a v o l c a n i c s o u r c e , t h o u g h t h e e f f e c t s o f s e l e c t i v e w e a t h e r i n g a n d t r a n s p o r t m a y a l s o c o n t r i b u t e t o d i f f e r e n t i a l c l a s t d i s t r i b u t i o n . W h e r e 15 u n a l t e r e d g r a i n b o u n d a r i e s c a n b e o b s e r v e d , g r a i n s a p p e a r a n g u l a r t o s u b - a n g u l a r a n d a r e o n l y m o d e r a t e l y s o r t e d . T h e a n g u l a r i t y o f t h e g r a i n s , t o g e t h e r w i t h t h e a b u n d a n c e o f d e t r i t a l p l a g i o c l a s e f e l d s p a r g r a i n s ( 2 0 % ) a n d v o l c a n i c r o c k f r a g m e n t s , s u g g e s t s a s h o r t d i s t a n c e o f t r a n s p o r t a n d o n l y m i n o r r e w o r k i n g . I n t h e a r e a w e s t o f t h e L i t t l e K l a p p a n a n d N a s s R i v e r s a n d n o r t h o f D i d e n e C r e e k a t h i n ( 1 m t h i c k ) m e d i u m g r a i n e d i r o n s t a i n e d s a n d s t o n e o c c u r s w h i c h c o n t a i n s a b u n d a n t p e l e c y p o d b i v a l v e s w h i c h a r e i n t a c t a n d a p p e a r t o h a v e u n d e r g o n e l i m i t e d t r a n s p o r t T h i n c o a l s e a m s a n d c a r b o n a c e o u s s h a l e s a r e p r e s e n t b o t h a b o v e a n d b e l o w t h i s u n i t . I t i s p o s s i b l e t h a t t h e s e p a r t i c u l a r s e d i m e n t s a r e r e p r e s e n t a t i v e o f s t o r m d e p o s i t s i n a b a r r i e r l a g o o n a l e n v i r o n m e n t I n o n e l o c a l i t y m a r i n e f o r a m i n i f e r a {Ammodiscus, Trochamina; S . R o w e , p e r s . c o m m . ) w e r e l o c a t e d i n t h e l o w e r p o r t i o n o f t h e C u r r i e r u n i t . I n c o n t r a s t , t h e C u r r i e r i n t h e a r e a s u r r o u n d i n g M t K l a p p a n i s c h a r a c t e r i z e d b y s a n d s t o n e u n i t s w h i c h f i n e u p w a r d s , h a v e t r o u g h c r o s s b e d d i n g a n d r i p p l e c r o s s l a m i n a t i o n . H e r e a n d t h r o u g h m u c h o f t h e a r e a i n t h e u p p e r m o s t C u r r i e r , p l a n t f r a g m e n t s a n d f o s s i l t r e e s t u m p s a r e c o m m o n , w h i c h m a y s u g g e s t n o n - m a r i n e e n v i r o n m e n t s . A s s u c h , t h e C u r r i e r p o s s i b l y r e p r e s e n t s a t r a n s i t i o n a l e n v i r o n m e n t w i t h l a g o o n a l a n d p o s s i b l y i n t e r d i s t r i b u t a r y s w a m p s h a l e s a n d c o a l s i n t e r m i x e d w i t h c o a r s e r g r a i n e d d e p o s i t s a s s o c i a t e d w i t h d i s t r i b u t o r y c h a n n e l s e q u e n c e s . M o r e d e t a i l e d s e d i m e n t o l o g i c s t u d i e s a r e r e q u i r e d i n o r d e r t o f u r t h e r e s t a b l i s h t h e s e r e l a t i o n s h i p s . 2 . 3 M C E V Q Y UNIT T h e l o w e r c o n t a c t o f t h e M c E v o y u n i t w i t h t h e C u r r i e r u n i t i s g r a d a t i o n a l r e g i o n a l l y ( B u s t i n a n d M o f f a t , 1 9 8 3 ) a s w e l l a s l o c a l l y . I n g e n e r a l a d i v i s i o n c a n b e m a d e i n t h e s t u d y a r e a b e t w e e n a u n i t w h i c h c o n t a i n s c o a l , s h a l e , a b u n d a n t i r o n s t o n e b a n d s a n d t h i n l y b e d d e d s a n d s t o n e ( C u r r i e r u n i t ) f r o m t h e o v e r l y i n g s e c t i o n w h i c h i s c h a r a c t e r i z e d b y t h i c k e r m o r e m a s s i v e s a n d s t o n e a n d s i l t s t o n e , t h i c k e r s h a l e i n t e r b e d s , s p a r s e i r o n s t o n e b a n d s a n d a n a b s e n c e o f c o a l . T h e M c E v o y u n i t h a s a m a x i m u m 16 t h i c k n e s s i n t h e s t u d y a r e a o f a p p r o x i m a t e l y 8 0 0 m . A s e c t i o n w h i c h e x p o s e s a p p r o x i m a t e l y 6 0 0 m o f t h e M c E v o y i s l o c a t e d a b o u t 5 k m w e s t o f t h e d r a i n a g e d i v i d e b e t w e e n t h e L i t t l e K l a p p a n R i v e r a n d T a h t s e d l e C r e e k . I n t h e s t u d y a r e a t w o s u b u n i t s o f t h e M c E v o y h a v e b e e n m a p p e d . T h e l o w e r s u b u n i t o f t h e M c E v o y ( a p p r o x i m a t e l y 5 0 0 m t h i c k ) c o n s i s t s o f g r e y w e a t h e r e d , m e d i u m t o c o a r s e g r a i n e d , l i g h t g r e y a r e n a c e o u s s a n d s t o n e a n d g r e y w a c k e w h i c h i s g e n e r a l l y m a s s i v e t o t h i c k l y b e d d e d a n d i n t e r b e d d e d w i t h m a s s i v e f r i a b l e s i l t s t o n e a n d m u d s t o n e w i t h t h i n f i n e g r a i n e d s a n d s t o n e i n t e r b e d s . T w o c o n g l o m e r a t i c c h a n n e l h o r i z o n s a r e p r e s e n t i n t h e l o w e r M c E v o y . T h e l o w e r c o n g l o m e r a t e ( a p p r o x i m a t e l y 4 - 6 m t h i c k ) i s a c o a r s e b r o w n i s h g r e y w e a t h e r e d , p o o r l y s o r t e d , c h e r t p e b b l e c o n g l o m e r a t e w h i c h , t h o u g h w i d e s p r e a d a n d m a p p a b l e , i s l o c a l l y r e p l a c e d b y c o a r s e g r a i n e d s a n d s t o n e o r o v e r b a n k s h a l e d e p o s i t s . T h e u p p e r m o s t c o n g l o m e r a t e i s a p p r o x i m a t e l y 1 0 m t h i c k , l i g h t g r e y w e a t h e r e d , v a r i a b l y q u a r t z c e m e n t e d , a n d g e n e r a l l y v e r y r e s i s t a n t . I n g e n e r a l t h e s a n d t o s h a l e r a t i o a n d t h e t h i c k n e s s o f s a n d s t o n e l a y e r s i n c r e a s e s u p w a r d s i n t h e l o w e r M c E v o y s u b u n i t P l a n t f o s s i l s a n d c a r b o n i z e d t r e e f r a g m e n t s a r e c o m m o n . T h e b e s t e x p o s u r e s o f t h e l o w e r M c E v o y a r e l o c a t e d s o u t h o f E l l i s C r e e k a n d i m m e d i a t e l y s o u t h o f t h e h e a d w a t e r s o f T a h t s e d l e C r e e k . T h e u p p e r M c E v o y s u b u n i t ( a p p r o x i m a t e l y 3 0 0 m t h i c k ) h a s a l o w e r c o n t a c t d e f i n e d b y a 1 3 m t h i c k , l a t e r a l l y e x t e n s i v e , i r o n s t a i n e d , p o o r l y c o n s o l i d a t e d , r e d - b r o w n w e a t h e r e d c h e r t p e b b l e c o n g l o m e r a t e w h i c h h a s t h i c k i n t e r b e d s o f i r o n s t a i n e d , c o a r s e g r a i n e d s a n d s t o n e . S a n d s t o n e i n t e r v a l s a r e t h i c k e r a n d c l o s e r s p a c e d t h a n i n t h e l o w e r M c E v o y a n d c o n s i s t o f m a s s i v e t o t h i c k l y b e d d e d , g r e y - b r o w n w e a t h e r e d a r e n i t e s a n d g r e y w a c k e s . L e n s e s o f l i m e m u d s t o n e a n d c a l c a r e o u s s i l t s t o n e a r e l o c a l l y p r e s e n t T o d a t e , n e i t h e r p a l y n o m o r p h s o r p l a n t f o s s i l s w i t h a d i s t i n c t i v e a g e r a n g e h a v e . b e e n o b t a i n e d f r o m M c E v o y r o c k s . B a s e d o n a L a t e J u r a s s i c a g e f o r t h e C u r r i e r a n d a n E a r l y t o L a t e C r e t a c e o u s a g e r a n g e f o r t h e o v e r l y i n g D e v i l s C l a w u n i t , t h e M c E v o y i s p r o b a b l y l a t e s t J u r a s s i c t o E a r l y C r e t a c e o u s i n a g e . 1 7 M c E v o y s a n d s t o n e s a r e c h e r t l i t h a r e n i t e s a n d c h e r t l i t h i c w a c k e s . V o l c a n i c r o c k f r a g m e n t s c o m p r i s e l e s s t h a n 2 0 % o f t h e t o t a l v o l u m e o f r o c k f r a g m e n t s a n d h i g h l y a l t e r e d g r a n i t i c r o c k f r a g m e n t s c o n t r i b u t e b e t w e e n 5 a n d 1 0 % t o t h e t o t a l v o l u m e o f r o c k f r a g m e n t s . I n s a n d s t o n e s a m p l e s w h i c h e x h i b i t l e s s e r a m o u n t s o f d i s s o l u t i o n , t h e g r a i n s a r e a n g u l a r t o s u b a n g u l a r a n d a r e a t b e s t m o d e r a t e l y w e l l s o r t e d . A s i n t h e u n d e r l y i n g C u r r i e r u n i t , g r a i n a n g u l a r i t y , g e n e r a l l a c k o f s o r t i n g a n d t h e p r e s e n c e o f a s m u c h a s 2 0 % d e t r i t a l p l a g i o c l a s e f e l d s p a r g r a i n s i n d i c a t e s a s h o r t d i s t a n c e o f t r a n s p o r t T h e p r e s e n c e o f g r a n i t i c r o c k f r a g m e n t s s u g g e s t s t h e i m p o r t a n c e o f a p l u t o n i c s o u r c e , p e r h a p s t h e H o t a i l u h b a t h o l i t h t o t h e n o r t h . l n g e n e r a l t h e M c E v o y u n i t h a s g r e a t e r n o n - m a r i n e a f f i n i t i e s t h a n t h e u n d e r l y i n g C u r r i e r u n i t L a r g e s a n d s t o n e c h a n n e l s w h i c h c r o s s - c u t f r i a b l e s i l t s t o n e s a n d s h a l e s a r e c o m m o n f e a t u r e s o f b o t h t h e u p p e r a n d l o w e r u n i t s . S u c h c h a n n e l s t y p i c a l l y h a v e l o w e r p e b b l y z o n e s , f i n i n g u p w a r d s e q u e n c e s a n d t r o u g h c r o s s s t r a t i f i c a t i o n , f e a t u r e s t y p i c a l o f m e a n d e r i n g s t r e a m d e p o s i t s . L i m e s t o n e n o d u l e s r e c o g n i z e d i n t h e M c E v o y u n i t i m m e d i a t e l y s o u t h o f t h e s t u d y a r e a a r e t h o u g h t t o b e o f l a c u s t r i n e o r i g i n ( B u s t i n a n d M o f f a t , 1 9 8 3 ) . T h u s t h e t r a n s i t i o n f r o m t h e C u r r i e r u n i t t o t h e o v e r l y i n g M c E v o y u n i t r e p r e s e n t s a c o n t i n u a l r e g r e s s i v e c y c l e w i t h t h e d e p o s i t s b e c o m i n g m o r e n o n - m a r i n e i n a s p e c t t h r o u g h t i m e . 2 . 4 D E V I L S C L A W T h e c o n t a c t b e t w e e n t h e D e v i l ' s C l a w a n d u n d e r l y i n g M c E v o y u n i t i s c o n f o r m a b l e a n d d e f i n e d b y a n a p p r o x i m a t e l y 1 0 m t h i c k , d a r k r e d - b r o w n w e a t h e r e d , c h e r t p e b b l e c o n g l o m e r a t e w h i c h i s m a s s i v e a n d v e r y r e s i s t a n t T h e D e v i l ' s C l a w u n i t h a s a c a l c u l a t e d t h i c k n e s s o f a p p r o x i m a t e l y 6 0 0 m i n t h e s t u d y a r e a . S o u t h o f t h e s t u d y a r e a a p p r o x i m a t e l y 2 0 0 m m o r e s e c t i o n i s e x p o s e d i n t h e s t r u c t u r a l l y l o w e s t p a r t o f t h e M o u n t B i e r n e s s y n c l i n o r i u m . T h e D e v i l ' s C l a w u n i t t h u s h a s a m i n i m u m e x p o s e d t h i c k n e s s o f a p p r o x i m a t e l y 8 0 0 m . I n g e n e r a l t h e D e v i l ' s C l a w i s c h a r a c t e r i z e d b o t h 1 8 l o c a l l y a n d r e g i o n a l l y b y a b u n d a n t , t h i c k ( u p t o 1 5 m t h i c k ) c o n g l o m e r a t e s w h i c h a r e v a r i a b l y s o r t e d a n d c o n s i s t p r e d o m i n a n t l y o f l i g h t g r e e n a n d w h i t e c h e r t p e b b l e s a n d m i n o r q u a r t z i t e p e b b l e s . T h e s t r a t i g r a p h i c a l l y h i g h e s t c o n g l o m e r a t e s l o c a l l y c o n t a i n c o b b l e s a s w e l l a s p e b b l e s . T h e c o n g l o m e r a t e s a r e i n t e r b e d d e d w i t h t h i n l y b e d d e d s h a l e s a n d m u d s t o n e s w h i c h c o n t a i n a b u n d a n t p l a n t f r a g m e n t s , c o a r s e g r a i n e d s a n d s t o n e c h a n n e l s o f l i m i t e d l a t e r a l e x t e n t a n d r a r e c a r b o n a c e o u s s h a l e s . I n o r d e r t o b e t t e r d e l i n e a t e s t r u c t u r a l g e o m e t r i e s t h e D e v i l s C l a w u n i t w a s s u b d i v i d e d i n t o 3 s u b u n i t s w h i c h c o r r e s p o n d r o u g h l y t o g r o s s f i n i n g u p w a r d s c y c l e s f l o o r e d b y t h i c k , l a t e r a l l y p e r s i s t a n t c o n g l o m e r a t e s . T h o u g h g e n e r a l l y t r a c e a b l e i n t h e s t u d y a r e a , t h e c h a n n e l - f i l l o r i g i n o f t h e c o n g l o m e r a t e s p r o b a b l y p r e c l u d e s t h e u s e o f t h e s e s u b d i v i s i o n s f o r m o r e r e g i o n a l m a p p i n g . T h e n o n - m a r i n e n a t u r e o f D e v i l s C l a w s e d i m e n t s r e q u i r e s t h a t a g e s b e o b t a i n e d e i t h e r f r o m p l a n t m a c r o f o s s i l s o r p a l y n o m o r p h s . A c a r b o n a c e o u s s h a l e i n t h e s o u t h e r n p a r t o f t h e G r o u n d h o g c o a l f i e l d y i e l d e d t h e f o l l o w i n g p a l y n o m o r p h a s s e m b l a g e a n d c o r r e s p o n d i n g a g e r a n g e s : Tricolpopolleniles croosimurus A l b i a n Microreiiculatisporites uniformis A p t i a n - C e n o m a n i a n Klukisporites foveslalus B a r r e m i a n - A l b i a n Cicatricosisporites cf. hallei B e r r i a s i a n - C e n o m a n i a n Foveotriletes subtriangularis B e r r i a s i a n - l a t e A l b i a n Lycopodiumsporites crassimacerius m i d A l b i a n - C e n o m a n i a n Cicatricosisporites sp. C e n o m a n i a n ( D u n v e g a n ) T h e r a n g e i n a g e s t o g e t h e r w i t h t h e r e s t r i c t e d o c c u r r e n c e o f Tricolpopollenites croosimurus i n A l b i a n s t r a t a e l s e w h e r e ( R o u s e , p e r s . c o m m . , 1 9 8 5 ) s u g g e s t s a p r o b a b l e a g e r a n g e o f E a r l y t o L a t e C r e t a c e o u s f o r t h e D e v i l s C l a w u n i t . T h i n s e c t i o n a n a l y s i s s u g g e s t s t h a t s a n d s t o n e s a n d c o n g l o m e r a t e s a r e c h e r t l i t h a r e n i t e a n d c h e r t l i t h i c w a c k e ( P e t t i j o h n e t a l . , 1 9 7 3 ) . V o l c a n i c r o c k f r a g m e n t s 1 9 g e n e r a l l y c o m p r i s e l e s s t h a n 1 5 % o f t h e t o t a l v o l u m e o f r o c k f r a g m e n t s . I n s e v e r a l s a m p l e s a l t e r e d g r a n i t i c r o c k f r a g m e n t s o c c u r a n d c o n t r i b u t e a s m u c h a s 1 0 % t o t h e t o t a l r o c k f r a g m e n t v o l u m e . P e b b l e s o f w h i t e p o l y c r y s t a l l i n e q u a r t z c o m p r i s e 1 0 % o f t h e c l a s t s a n d a r e p e r h a p s d e r i v e d f r o m e r o d e d v e i n s ( R i c h a r d s a n d G i l c h r i s t , 1 9 7 9 ) . T h e D e v i l ' s C l a w u n i t i s c o n s i d e r e d t o h a v e b e e n d e p o s i t e d i n a b r a i d e d s t r e a m e n v i r o n m e n t s i m i l a r t o t h a t i n t e r p r e t e d f o r t h e C a d o m i n F o r m a t i o n i n t h e R o c k y M o u n t a i n F o o t h i l l s ( B u s t i n a n d M o f f a t , 1 9 8 3 ) . T h e u p w a r d s i n c r e a s e i n t h i c k n e s s a n d p e r c e n t a g e o f c o a r s e c o n g l o m e r a t e s f r o m t h e M c E v o y u n i t u p w a r d s t o t h e o v e r l y i n g D e v i l ' s C l a w u n i t i s t h o u g h t t o r e f l e c t c o n t i n u e d r e g r e s s i o n a s a r e s p o n s e t o i n c r e a s e d u p l i f t i n t h e s o u r c e a r e a . 3 . S T R U C T U R E 3 . 1 I N T R O D U C T I O N S t r u c t u r a l i n v e s t i g a t i o n s c o m p r i s e d o b s e r v a t i o n s a t t h e m e s o s c o p i c , m a c r o s c o p i c a n d m i c r o s c o p i c l e v e l s . F i e l d s t u d i e s i n v o l v e d m a p p i n g o f l a r g e s c a l e s t r u c t u r e s i n t h e i n f o r m a l s t r a t i g r a p h i c u n i t s p r e v i o u s l y d e s c r i b e d , c o l l e c t i o n o f o r i e n t a t i o n d a t a s u c h a s b e d d i n g , f r a c t u r e s , c l e a v a g e , i n t e r s e c t i o n a n d s l i c k e n s i d e l i n e a t i o n s , t o g e t h e r w i t h o t h e r o b s e r v a t i o n s p e r t i n e n t t o t h e a n a l y s i s o f k i n e m a t i c s o r r e l a t i v e t i m i n g . M i c r o s c o p i c s t u d i e s w e r e c o n c e r n e d w i t h t h e n a t u r e o f c l e a v a g e a n d v e i n i n g i n t h e a r e a : t h e i r o r i e n t a t i o n , d i s t r i b u t i o n , r e l a t i o n s h i p t o t h e s u r r o u n d i n g m i n e r a l o g y a n d t i m i n g , w i t h r e s p e c t t o m a j o r s t r u c t u r a l a n d d i a g e n e t i c / m e t a m o r p h i c e v e n t s . B u l k s t r a i n , t h e n a t u r e o f s t r a i n p a r t i t i o n i n g , t h e t i m i n g o f i n d i v i d u a l s t r a i n e v e n t s , a n d p o s s i b l e m e c h a n i s m s o f d e f o r m a t i o n i n t h e s t u d y a r e a a r e e v a l u a t e d i n l i g h t o f t h e o b s e r v a t i o n s . I n i t i a l l y m a p s a n d c r o s s s e c t i o n s w e r e c o n s t r u c t e d a t a s c a l e o f 1 : 2 5 , 0 0 0 ( i l l u s t r a t e d i n F i g u r e s 6 & 7 a t a s c a l e o f 1 : 5 0 , 0 0 0 , b a c k p o c k e t ) . M o r e i n t e r p r e t i v e m a p s a n d s e c t i o n s ( F i g u r e s 8 & 9 , b a c k p o c k e t ) w e r e t h e n c o n s t r u c t e d a t a s c a l e o f 1 : 5 0 , 0 0 0 ( i l l u s t r a t e d a t a s c a l e o f 1 : 1 0 0 , 0 0 0 ) u s i n g d o w n p l u n g e p r o j e c t i o n s a n d s u b s u r f a c e i n t e r p r e t a t i o n s b a s e d o n s u r f a c e o b s e r v a t i o n s . I n g e n e r a l t h e a r e a l b u l k s t r a i n c a n b e d e s c r i b e d b y t w o a n d p o s s i b l y t h r e e p h a s e s o f d e f o r m a t i o n ; t h e f i r s t a n d t h i r d a p p r o x i m a t e l y c o - a x i a l a n d t h e s e c o n d w i t h a n a x i s a t a h i g h a n g l e t o t h e o t h e r t w o . S t r u c t u r a l f e a t u r e s a t v a r i o u s s c a l e s r e l a t e d t o e a c h o f t h e d e f o r m a t i o n a l p h a s e s a r e d e s c r i b e d a n d a s s e s s e d i n t h e f o l l o w i n g s e c t i o n s . 2 0 2 1 3 . 2 F I R S T P H A S E S T R U C T U R E S 3 . 2 . 1 M A C R O S C O P I C S T R U C T U R E S Folds T h e d o m i n a n t s t r u c t u r e s i n t h e f i e l d a r e a a r e f o l d s w h i c h h a v e a g e n e r a l n o r t h w e s t e r l y t r e n d a n d v a r y g e o m e t r i c a l l y f r o m b r o a d o p e n p a r a l l e l f o l d s t o t i g h t c h e v r o n f o l d s . I n g e n e r a l , t h e m a j o r i t y o f f o l d s m a y b e d e s c r i b e d a s m e g a s c o p i c k i n k s ( F a i l l , 1 9 6 9 ) d i s t i n g u i s h e d b y l o n g s t r a i g h t l i m b s a n d s h a r p h i n g e z o n e s ( F i g u r e 1 0 ) w h i c h a r e o f t e n c h a r a c t e r i z e d b y s a d d l e r e e f s a n d h i n g e c o l l a p s e ( R a m s a y , 1 9 7 4 ; F i g u r e 1 1 ) . F o l d s a r e g e n e r a l l y u p r i g h t t o a s y m m e t r i c b u t a r e l o c a l l y o v e r t u r n e d w i t h s h a l l o w d i p p i n g a x i a l p l a n e s . F a u l t s r e l a t e d t o t h e f i r s t p h a s e o f d e f o r m a t i o n s e e m t o h a v e a l e s s e r c o n t r i b u t i o n t h a n f o l d i n g t o t h e a r e a l b u l k s t r a i n w i t h d i s p l a c e m e n t s u s u a l l y l e s s t h a n a k i l o m e t r e i n m a g n i t u d e ( e x c e p t i o n i s N a s s L a k e f a u l t ; F i g u r e 8 , b a c k p o c k e t ) . T h e a r e a i s d i v i s a b l e i n t o f i v e d o m a i n s b a s e d o n s t r u c t u r a l s t y l e : 1 . A r e a w e s t o f N a s s R i v e r a n d K l a p p a n R i v e r . 2 . A r e a e a s t o f N a s s R i v e r w e s t o f T a h t s e d l e C r e e k a n d s o u t h o f K l a p p a n R i v e r . 3 . A r e a s o u t h o f S p a t s i z i R i v e r a n d w e s t o f K l u a y e t z C r e e k . 4 . A r e a w e s t o f K l u a y e t z C r e e k , D i d e n e C r e e k a n d t h e L i t t l e K l a p p a n R i v e r . 5 . A r e a e a s t o f K l u a y e t z C r e e k , D i d e n e C r e e k a n d t h e L i t t l e K l a p p a n R i v e r . Structural Domain J R o c k s w h i c h c r o p o u t a t s u r f a c e i n t h e a r e a w e s t o f N a s s L a k e a r e c o m p o s e d o f s h a l e , c o n g l o m e r a t e a n d t h i n s a n d s t o n e o f t h e J a c k s o n a n d l o w e r C u r r i e r u n i t s ( F i g u r e 8 ) . F i r s t p h a s e f o l d s i n t h e a r e a a r e a s y m m e t r i c k i n k s t y l e p a r a l l e l f o l d s w i t h a x i a l p l a n e s w h i c h d i p s t e e p l y t o t h e w e s t . S u c h f o l d s h a v e a n a m p l i t u d e t o w a v e l e n g t h r a t i o o f a p p r o x i m a t e l y 1 : 1 ( a m p l i t u d e s o f a p p r o x i m a t e l y 4 0 0 t o 6 0 0 m , 22 H G U R E 1 0 : V i e w l o o k i n g n o r t h n e a r n o r t h e a s t e r n e d g e o f s t u d y a r e a i l l u s t r a t i n g l a r g e s c a l e k i n k s t y l e f o l d s . D a s h e d l i n e f o l l o w s t h e c o n t a c t b e t w e e n t h e C u r r i e r ( J c ) a n d J a c k s o n ( J j ) u n i t s . FIGURE 11: Room problem solution in the core of a tight kink fold by hinge collapse (he) and saddle reef formation (sr). Mechanical pencil for scale. 2 4 w a v e l e n g t h s o f 6 0 0 m ) a n d a r e l o c a l l y f l a t t e n e d ( F i g u r e 1 2 ) . P a r a s i t i c f o l d s i n t h e l o w e r J a c k s o n s h a l e s a s s o c i a t e d w i t h a l o w a n g l e s h e a r z o n e o c c u r i n t h e s o u t h - w e s t e r n c o r n e r o f t h e m a p a r e a ( F i g u r e 6 & 8 , b a c k p o c k e t ) . Structural Domain 2 B e t w e e n N a s s L a k e a n d T a h t s e d l e C r e e k ( F i g u r e 6 & 8 , b a c k p o c k e t ) u n i t s r a n g i n g f r o m t h e u p p e r m o s t D e v i l ' s C l a w u n i t d o w n t o a n d i n c l u d i n g t h e u p p e r m o s t J a c k s o n u n i t a r e e x p o s e d . T h i s a r e a i s , i n g e n e r a l , c h a r a c t e r i z e d b y a b r o a d s y n c l i n o r i u m o u t l i n e d b y r e l a t i v e l y t h i c k c o n g l o m e r a t i c b e d s o f t h e D e v i l ' s C l a w u n i t I m m e d i a t e l y e a s t o f N a s s L a k e , f o l d s d e v e l o p e d i n t h e l o w e r m o s t D e v i l ' s C l a w , M c E v o y a n d C u r r i e r e q u i v a l e n t u n i t s h a v e a d i s t i n c t i v e m e g a - k i n k s t y l e w i t h a x i a l p l a n e s w h i c h d i p s t e e p l y t o t h e e a s t a n d a n a m p l i t u d e t o w a v e l e n g t h r a t i o o f 1 : 2 ( a m p l i t u d e s a r e a p p r o x i m a t e l y 3 0 0 m a n d w a v e l e n g t h s a r e a p p r o x i m a t e l y 6 0 0 m ) . L o c a l l y s e v e r a l f o l d s a r e o v e r t u r n e d t o w a r d s t h e w e s t w i t h a s s o c i a t e d e a s t d i p p i n g a x i a l p l a n e s . S m a l l t h r u s t s w h i c h c r o s s c u t f o l d l i m b s o b l i q u e l y a l s o d i p t o t h e e a s t t o w a r d s t h e c o r e o f t h e s y n c l i n o r i u m . l n t h e c e n t r a l p a r t o f t h i s d o m a i n t h e f o l d s t y l e i s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t w i t h u p r i g h t v e r y b r o a d c o n c e n t r i c o p e n f o l d s p r e d o m i n a n t w i t h a m p l i t u d e t o w a v e l e n g t h r a t i o s o f 1 : 5 ( a m p l i t u d e s a r e a p p r o x i m a t e l y 4 0 0 m a n d w a v e l e n g t h s a r e a p p r o x i m a t e l y 2 , 0 0 0 m ) . T o w a r d s N a s s L a k e d e t a c h m e n t z o n e s d e v e l o p e d b e t w e e n t h e D e v i l ' s C l a w a n d M c E v o y u n i t s a r e p r e s e n t l o c a l l y ( F i g u r e 1 3 ) . I m m e d i a t e l y w e s t o f T a h t s e d l e C r e e k t h e f o l d s t y l e i s i d e n t i c a l t o t h a t d e v e l o p e d d i r e c t l y e a s t o f N a s s L a k e a l t h o u g h a x i a l p l a n e s i n t h i s a r e a d i p t o t h e w e s t a s d o t h r u s t p l a n e s . Structural Domain 3 O u t c r o p s i n t h e a r e a s o u t h o f t h e S p a t s i z i RiveT a n d w e s t o f K l u a y e t z C r e e k ( F i g u r e 6 & 8 , b a c k p o c k e t ) a r e s t r a t i g r a p h i c a l l y e q u i v a l e n t t o t h e u p p e r m o s t C u r r i e r , 25 FIGURE 12: Plot of T versus a (after Ramsay, 1967) where To=thickness between two beds at the hinge, T = thickness between two beds parallel to the axial plane and a=the angle of inclination of the layers. Data from several folds within domains 1, 4 and 5 (i.e., dl, d4, d5) illustrate IC folds' approaching a Class 2 geometry. Although a Class 2 geometry is nearly attained, the folds are not "similar'' in style but owe their geometry to flattening. 26 F I G U R E 1 3 : D e t a c h e d f o l d i n g i n u n i t s o f t h e l o w e r D e v i l s C l a w ( K d l ) a n d t h e u p p e r M c E v o y ( K J m u ) . S h o r t e n i n g n o t a c c o m o d a t e d b y f o l d i n g i n t h e u n i t s a b o v e t h e d e t a c h m e n t z o n e m u s t b e a c c o m m o d a t e d b y t h r u s t i n g . 2 7 M c E v o y a n d l o w e r D e v i l ' s C l a w u n i t s . F o l d s i n t h i s d o m a i n a r e v a r i a b l e f r o m t i g h t k i n k f o l d s w i t h a n a m p l i t u d e t o w a v e l e n g t h r a t i o o f 1 : 1 . 5 ( a m p l i t u d e s a r e a p p r o x i m a t e l y 4 0 0 m a n d w a v e l e n g t h s a r e a p p r o x i m a t e l y 6 0 0 m ) t o m o r e b r o a d , o p e n k i n k f o l d s w i t h r a t i o s o f 1 : 2 ( a m p l i t u d e s a n d w a v e l e n g t h s a p p r o x i m a t e l y 3 0 0 t o 6 0 0 m a n d 6 0 0 t o 1 , 2 0 0 m r e s p e c t i v e l y ) . T h e t i g h t e r f o l d s o c c u r i n t h e C u r r i e r a n d l o w e r M c E v o y u n i t s i n t h e i m m e d i a t e h a n g i n g w a l l o f a t h r u s t f a u l t w h e r e a s t h e m o r e b r o a d k i n k f o l d s a r e p r e s e n t i n u p p e r M c E v o y a n d l o w e r D e v i l ' s C l a w e q u i v a l e n t u n i t s i n t h e f o o t w a l l o f t h e t h r u s t ( F i g u r e 7 , s e c t i o n R - R ' ) . I n b o t h z o n e s f o l d a x i a l p l a n e s a n d t h r u s t p l a n e s d i p t o w a r d s t h e w e s t Structural Domain 4 O n l y t h e C u r r i e r a n d J a c k s o n u n i t s c r o p o u t i n t h e a r e a w e s t o f K l u y a t z C r e e k , D i d e n e C r e e k a n d t h e L i t t l e K l a p p a n R i v e r ( F i g u r e 6 & 8 , b a c k p o c k e t ) . F o l d s h e r e a r e g e n e r a l l y a s y m m e t r i c t o o v e r t u r n e d k i n k f o l d s w i t h w e s t d i p p i n g a x i a l p l a n e s . T h e a m p l i t u d e t o w a v e l e n g t h r a t i o o f l a r g e s c a l e f o l d s a r e i n g e n e r a l , a p p r o x i m a t e l y 1 : 2 t o 1 : 3 w i t h a m p l i t u d e s u s u a l l y n o t i n e x c e s s o f 4 0 0 m a n d w a v e l e n g t h s o f 8 0 0 - 1 , 2 0 0 m , a l t h o u g h l o c a l l y c e r t a i n o v e r t u r n e d f o l d s w i t h l o n g u p r i g h t l i m b s h a v e m u c h l a r g e r w a v e l e n g t h s . Z o n e s o f t i g h t l y s p a c e d c h e v r o n s t y l e f o l d s a r e c o m m o n i n t h e i n t e r b e d d e d s i l t s t o n e , s a n d s t o n e a n d s h a l e i n t e r v a l s o f t h e C u r r i e r u n i t ( F i g u r e 1 4 ) . C o a l a n d s h a l e u n i t s a r e l o c a l l y t i g h t l y f o l d e d o n a s m a l l s c a l e i n t h e c o r e s o f l a r g e r s t r u c t u r e s . F o l d d i s h a r m o n y a n d l a y e r p a r a l l e l d e t a c h m e n t s a r e c o m m o n a s w e l l ( F i g u r e 1 5 ) . I n t h e v a l l e y s o f D i d e n e a n d G r i z z l y C r e e k s , f o l d s a r e l o c a l l y o v e r t u r n e d w i t h l o n g u p r i g h t l i m b s a n d s h o r t o v e r t u r n e d l i m b s . Structural Domaine 5 E a s t o f t h e v a l l e y w h i c h c o n t a i n s t h e L i t t l e K l a p p a n R i v e r , D i d e n e C r e e k a n d K l u a y e t z C r e e k ( F i g u r e s 6 & 8 , b a c k p o c k e t ) , s e d i m e n t s e x p o s e d a r e l i m i t e d t o t h o s e F I G U R E 1 4 : V i e w l o o k i n g e a s t n e a r t h e h e a d w a t e r s o f D i d e n e C r e e k . T i g h t a s y m m e t r i c m e g a s c o p i c k i n k b a n d s d e v e l o p e d i n t h i n l y l a m i n a t e d s h a l e s a n d s i l t s t o n e s w i t h i n t h e C u r r i e r u n i t . 29 F I G U R E 1 5 : V i e w l o o k i n g n o r t h w e s t i l l u s t r a t i n g f o l d d i s h a r m o n y d e v e l o p e d b y l a y e r p a r a l l e l d e t a c h m e n t o f a n i n t r a s t r a t a l p e e l w i t h i n t h e C u r r i e r u n i t , 3 0 o f t h e l o w e r C u r r i e r a n d J a c k s o n u n i t s . F o l d i n g i n t h i s a r e a i s s i m i l a r t o t h a t n o t e d i n d o m a i n 1 w i t h k i n k f o l d s p r e s e n t w h o s e a m p l i t u d e t o w a v e l e n g t h r a t i o s a r e a p p r o x i m a t e l y 1 . 5 : 2 a n d w h o s e a m p l i t u d e s r a n g e f r o m 4 0 0 t o 6 0 0 m a n d w a v e l e n g t h s f r o m 6 0 0 t o 1 , 0 0 0 m . A x i a l p l a n e s a n d t h r u s t p l a n e s g e n e r a l l y d i p t o t h e w e s t a n d o v e r t u r n e d f o l d s a r e q u i t e c o m m o n . N e a r t h e e a s t e r n e d g e o f t h e m a p a r e a s e v e r a l f o l d s w i t h v e r t i c a l t o s t e e p l y e a s t d i p p i n g a x i a l s u r f a c e s a r e p r e s e n t T i g h t p a r a s i t i c f o l d s a r e c o m m o n i n s h a l y s e c t i o n s i n t h e i m m e d i a t e h a n g i n g w a l l o f t h r u s t f a u l t s . M a n y o f t h e l a r g e s c a l e k i n k f o l d s i n t h e a r e a h a v e b e e n f l a t t e n e d ( F i g u r e 1 2 ) . F a u l t s I n g e n e r a l , t h r u s t s i n t h e a r e a r e l a t e d t o t h e f i r s t p h a s e o f d e f o r m a t i o n a r e e i t h e r s h a l l o w d i p p i n g , n e a r b e d d i n g h o r i z o n t a l ' f l a t s ' o r s t e e p t o r e l a t i v e l y s h a l l o w d i p p i n g ' r a m p s ' ( B o y e r a n d E l l i o t t , 1 9 8 2 ) w h i c h c u t a c r o s s f o l d c o r e s a n d l i m b s . A s n o t e d p r e v i o u s l y s u c h t h r u s t s g e n e r a l l y h a v e s m a l l d i s p l a c e m e n t s a n d a r e t h o u g h t t o b e a r e s p o n s e t o f o l d l o c k - u p , p r o p a g a t i n g t h r o u g h z o n e s o f h i g h s t r a i n a c c u m u l a t i o n o r p o s s i b l y a l o n g p l a n e s o f w e a k n e s s . T h r u s t z o n e s a r e o f t e n c h a r a c t e r i z e d b y s i g m o i d a l ' R i e d e l ' s h e a r s ( N a d a i , 1 9 5 0 ) . B o t h e x t e n s i o n a n d s h e a r f r a c t u r e s a r e f i l l e d w i t h v a r i a b l e a m o u n t s o f q u a r t z a n d c a r b o n a t e a l t h o u g h t h e o r i e n t a t i o n o f i n d i v i d u a l m i n e r a l f i b r e s i s d i f f e r e n t B r e c c i a t e d z o n e s a l s o f i l l e d b y m i n e r a l i z a t i o n a r e c o m m o n a n d p r e s u m a b l y o w e t h e i r o r i g i n t o s t i c k - s l i p b e h a v i o r i n s h e a r z o n e s . F a u l t s w h i c h d i p b o t h e a s t a n d w e s t a n d h a v e d i s p l a c e m e n t s g e n e r a l l y l e s s t h a n a f e w m e t r e s a r e c o m m o n i n a l l d o m a i n s . D i s p l a c e m e n t s o n t h e s e f a u l t s g e n e r a l l y v a n i s h a l o n g b e d d i n g p l a n e s i n t h i c k , w e l l l a m i n a t e d s h a l e s l o c a t e d i n t h e c o r e s o f f o l d s . I n d o m a i n 2 a z o n e o f f l a t l y i n g t h r u s t s a r e r e s t r i c t e d t o a t h i c k p a c k a g e o f s h a l e a n d s i l t s t o n e s . T h r u s t f a u l t s i n t h i s p a r t i c u l a r a r e a a r e i m b r i c a t e d a c r o s s a c o n g l o m e r a t i c u n i t i n t o a d u p l e x z o n e ( F i g u r e 1 6 ) . L a y e r - p a r a l l e l d e t a c h m e n t s a n d i n t r a s t r a t a l p e e l s i n s h a l e / s a n d s t o n e s e q u e n c e s a l s o o c c u r i n d o m a i n 4 a n d w e r e n o t e d t o b e i m p o r t a n t i n f o r m i n g s m a l l s c a l e d i s h a r m o n i c f o l d s ( F i g u r e 1 5 ; a n d B u s t i n a n d M o f f a t , 1 9 8 3 ) . F I G U R E 1 6 : V i e w l o o k i n g s o u t h w e s t a t a d u p l e x t h r u s t z o n e d e v e l o p e d i n a c o n g l o m e r a t i c h o r i z o n w i t h i n t h e D e v i l s C l a w u n i t F a u l t z o n e s a r e c h a r a c t e r i z e d b y a b u n d a n t q u a r t z a n d c a r b o n a t e v e i n i n g . 3 2 3 . 2 . 2 F I R S T P H A S E M E S O S C O P I C S T R U C T I J R K S T h e t w o m o s t c o m m o n m e s o s c o p i c s t r u c t u r e s p r e s e n t i n t h e s t u d y a r e a a r e c l e a v a g e a n d f r a c t u r e s . T h e t e r m c l e a v a g e a s u s e d i n t h i s s t u d y r e f e r s s o l e l y t o c l o s e l y s p a c e d d i s s o l u t i o n s u r f a c e s w h i c h d i v i d e t h e r o c k s i n t o d i s c r e t e m i c r o l i t h o n s a c r o s s w h i c h s o m e a m o u n t o f s h o r t e n i n g h a s o c c u r r e d . " F r a c t u r e " r e f e r s t o a s u r f a c e o f l o s t c o h e s i o n a c r o s s w h i c h e x t e n s i o n o r s h e a r h a s o c c u r r e d . I n t h e f i e l d t h e d i f f e r e n c e i s r e c o g n i z e d b y t h e n a t u r e o f t h e s u r f a c e . C l e a v a g e s u r f a c e s t e n d t o b e n o n - p l a n a r a n d o f t e n a n a s t a m o s i n g w h e r e a s f r a c t u r e s u r f a c e s a r e g e n e r a l l y p l a n a r ( w i t h t h e e x c e p t i o n o f R i e d e l t y p e s h e a r s u r f a c e s ) . S u c h a d i s t i n c t i o n b e c o m e s p a r t i c u l a r i l y d i f f i c u l t i n s o m e s h a l e s o f t h e l o w e r J a c k s o n u n i t w h e r e f r a c t u r e s a r e c l o s e l y s p a c e d a n d c l e a v a g e i s l o c a l l y p e n e t r a t i v e . C l e a v a g e r e l a t e d t o p h a s e o n e s t r u c t u r e s v a r i e s i n i n t e n s i t y t h r o u g h o u t t h e a r e a . C l e a v a g e i s c o m m o n o n l y i n s h a l e s a n d s i l t s t o n e s o f t h e D e v i l s C l a w a n d u p p e r M c E v o y u n i t s w h e r e a s i t i s p r e s e n t i n a l l l i t h o l o g i e s i n t h e l o w e r C u r r i e r a n d J a c k s o n u n i t s . W h e r e c l e a v a g e i s p r e s e n t i n f o l d s , t h e c l e a v a g e s u r f a c e s f a n c o n v e r g e n t l y d o w n w a r d s i n a n t i c l i n a l s t r u c t u r e s ( " n o r m a l " c l e a v a g e f a n ) . C l e a v a g e r e f r a c t i o n a c r o s s b o u n d a r i e s b e t w e e n l a y e r s o f v a r y i n g l i t h o l o g y ( i . e . , v i s c o s i t y c o n t r a s t ) i s c o m m o n ( F i g u r e 1 7 ) . S h a l e h o r i z o n s i n t h e c o r e s o f t i g h t f o l d s a r e c h a r a c t e r i z e d l o c a l l y b y c l e a v a g e w h i c h t r a n s e c t s t h e f o l d e d l a y e r s a n d i s a p p r o x i m a t e l y p a r a l l e l t o t h e t r a c e o f t h e a x i a l s u r f a c e . A t o n e l o c a t i o n , c l e a v a g e i s p a r t i c u l a r i l y w e l l d e v e l o p e d i m m e d i a t e l y a d j a c e n t t o a t h r u s t f a u l t s u r f a c e . A s w e l l , i n a z o n e o t h e r w i s e c h a r a c t e r i z e d b y a l a c k o f i n t e n s e g r a i n b o u n d a r y d i s s o l u t i o n , a w e l l d e v e l o p e d s p a c e d c l e a v a g e i s p r e s e n t i n a c o n g l o m e r a t e e x p o s e d i n t h e c o r e o f a t i g h t o v e r t u r n e d a n t i c l i n e . F r a c t u r e s i n t h e a r e a r e l a t e d t o t h e f i r s t p h a s e o f d e f o r m a t i o n a r e b e s t d e s c r i b e d u s i n g t h e t e r m i n o l o g y a s a d o p t e d b y S t e a r n s ( 1 9 6 8 ) w h e r e ' a ' i s t h e d i r e c t i o n o f s h o r t e n i n g , ' b ' i s t h e f o l d a x i s a n d ' c ' i s p e r p e n d i c u l a r t o ' a ' a n d ' b ' . I n t h e s t u d y a r e a t h e m o s t c o m m o n s y s t e m a t i c f r a c t u r e s e t s a r e b - c f r a c t u r e s w h i c h f a n F I G U R E 1 7 : C l e a v a g e r e f r a c t i o n a c r o s s a s i l t s t o n e - s a n d s t o n e t r a n s i t i o n w i t h i n t h e C u r r i e r u n i t 3 4 c o n v e r g e n t l y d o w n w a r d s i n f o l d s a n d a n o r t h e a s t e r l y t r e n d i n g b i m o d a l s e t t e r m e d " h k O " , w h e r e h a n d k r e f e r t o t h e n o t a t i o n a l i n t e r c e p t s w i t h t h e a a n d b a x e s a n d 0 i n f e r s p a r a l l i s m w i t h t h e c a x i s . A s i l l u s t r a t e d i n a s t e r e o p l o t ( F i g u r e 1 8 ) a n d i n o u t c r o p ( F i g u r e 1 9 ) t h e d i h e d r a l a n g l e b e t w e e n c o n j u g a t e f r a c t u r e s i s g e n e r a l l y l e s s t h a n 4 5 ° , a l t h o u g h s y s t e m a t i c s e t s w i t h d i h e d r a l a n g l e s a s h i g h a s 6 0 ° a r e p r e s e n t l o c a l l y . M i n e r a l f i l l e d f r a c t u r e s o f h k O o r i e n t a t i o n o f t e n o f f s e t t h e i r c o n j u g a t e c o u n t e r p a r t s , b u t t h e r e i s n o c o n s i s t e n t c h r o n o l o g i c a l r e l a t i o n s h i p , t h u s s u g g e s t i n g t h e i r c o n t e m p o r a n e i t y . T h e m a c r o l i t h o n s p r e s e n t b e t w e e n b - c f r a c t u r e s u r f a c e s l o c a l l y a r e r o t a t e d t o w a r d s t h e a p e x o f t h e f o l d e d s u r f a c e s a s a r e s u l t o f i n t e r l a y e r s h e a r . A s p r e v i o u s l y n o t e d , s i g m o i d a l e n e c h e l o n e x t e n s i o n a l f r a c t u r e s a r e , c o m m o n l y r e l a t e d t o s h e a r z o n e s ( F i g u r e 2 0 ) . I n g e n e r a l m o s t o p e n f r a c t u r e s i n t h e a r e a a r e f i l l e d w i t h f i b r o u s , q u a r t z a n d c a r b o n a t e m i n e r a l s . L a y e r p a r a l l e l s h e a r z o n e s a r e g e n e r a l l y f i l l e d w i t h q u a r t z , a n d c a r b o n a t e a s w e l l a n d a r e l o c a l l y f o l d e d c o a x i a l l y w i t h t h e s u r r o u n d i n g r o c k s ( F i g u r e 2 1 ) s u g g e s t i n g d e f o r m a t i o n s y n c h r o n o u s w i t h v e i n g r o w t h . I n m o s t c a s e s h k O v e i n s c u t a c r o s s c l e a v e d r o c k s w i t h n o a p p a r e n t d i s r u p t i o n , s u g g e s t i n g e x t e n s i o n a n d c o n c o m i t a n t v e i n g r o w t h f o l l o w i n g t h e c l e a v a g e e v e n t S l i c k e n s i d e s w h i c h k i n e m a t i c a l l y m a y b e r e l a t e d t o t h e f i r s t p h a s e o f d e f o r m a t i o n a r e c o m m o n o n b e d d i n g s u r f a c e s a n d a r e p e r p e n d i c u l a r t o l o c a l f i r s t p h a s e f o l d a x e s ( 1 , ) . S l i c k e n s i d e s a r e p r e s e n t o n h k O s u b p a r a l l e l f r a c t u r e s a s w e l l b u t t h e i r a g e w i t h r e s p e c t t o d e f o r m a t i o n a l e v e n t s i s n o t k n o w n . 3 . 2 . 3 F I R S T P H A S E M I C R O S C O P I C E L E M E N T S C l e a v a g e s e l v a g e s i n t h i n s e c t i o n a p p e a r t o b e d a r k i r r e g u l a r s u r f a c e s c o n t a i n i n g o r g a n i c m a t e r i a l , p h y l l o s i l i c a t e s a n d o t h e r i n s o l u b l e s . I n c o n g l o m e r a t i c s a m p l e s t h e c l e a v a g e s u r f a c e s g e n e r a l l y f o l l o w g r a i n b o u n d a r i e s , a l t h o u g h i n p l a c e s t h e y t r a v e r s e i n d i v i d u a l g r a i n s ( F i g u r e 2 2 ) . I n m e d i u m g r a i n e d s a n d s t o n e s c l e a v a g e s u r f a c e s u s u a l l y o c c u r a l o n g g r a i n b o u n d a r i e s b u t a r e a l s o c o m m o n w i t h i n g r a i n s . A n a l y s i s o f t h i n 35 FIGURE 18: Contoured equal area stereoprojection of poles to fractures from all structural domains (contours describe percentage occurrence of poles in a 1% unit area). The bimodal distribution of steep a-c subparallel fractures indicate a low dihedral angle. Cartoon in lower left hand corner illustrates the geometric relationship. FIGURE 19: Photographs illustrating conjugate fracture sets. In general, fractures have a dihedral angle less than 45° (LD) although locally sets are present with dihedral angles as high as 60° (HD). Hammer and 15 centimetre rule for scale. 3 7 0 — V' i^ ' .< * . . ' £ > ;..^/^NFi" *• «8B^ • ^ r -• F I G U R E 2 0 : S i g m o i d a l e n e c h e l o n e x t e n s i o n f r a c t u r e s w i t h i n a s h e a r z o n e . W i d t h o f l a r g e s t " e x t e n s i o n g a s h " i s a p p r o x i m a t e l y 3 c m . . nGURE 2 1 : L a y e r - p a r a l l e l s y n t e c t o n i c q u a r t z / c a r b o n a t e v e i n ( S V ) w h i c h h a s b e e n t i g h t l y f o l d e d b y l a t e r c o m p r e s s i o n . C l e a v a g e ( c l e a v ) i s o r i e n t e d a t a h i g h a n g l e t o t h e v e i n . P e n f o r s c a l e . 3 9 R G U R E 2 2 : P h o t o m i c r o g r a p h i l l u s t r a t i n g p r e s s u r e s o l u t i o n s e a m s t r a v e r s i n g a c h e r t g r a i n f r o m a c o n g l o m e r a t e i n t h e J a c k s o n u n i t . S e a m s a r e u s u a l l y p r e s e n t a t t h e g r a i n b o u n d a r y ( g b ) b u t i n t h i s p a r t i c u l a r c a s e a l s o a p p e a r t o t r a v e r s e t h e i n t e r i o r o f t h e g r a i n ( g i ) . 4 0 s e c t i o n s c u t f r o m m e d i u m t o f i n e g r a i n e d s a n d s t o n e s r e p r e s e n t a t i v e o f a c o m p o s i t e s t r a t i g r a p h i c s e c t i o n , i l l u s t r a t e t h a t c l e a v a g e s e l v a g e s g e n e r a l l y b e c o m e t h i c k e r a n d m o r e p e r v a s i v e d o w n w a r d s t h r o u g h t h e s e c t i o n a s r e c o g n i z e d b y t h e z o n a l a c c u m u l a t i o n o f o r g a n i c s i n r o c k s o f s i m i l a r l i t h o l o g y a n d g r a i n s i z e ( F i g u r e s 2 3 & 2 4 ) . A t h i g h e r s t r a t i g r a p h i c l e v e l s v i s i b l e c l e a v a g e s e l v a g e s a r e v a r i a b l y s p a c e d , v e r y a n a s t a m o s e d a n d g e n e r a l l y d i s c o n t i n u o u s ( o r " r o u g h " a s u s e d i n P o w e l l , 1 9 7 9 ) . I n d i v i d u a l g r a i n s i n t h e s e r o c k s t e n d t o b e a n g u l a r t o s u b - s p h e r i c a l i n s h a p e . I n t h e l o w e s t p a r t o f t h e s e c t i o n c l e a v a g e s e l v a g e s a r e g e n e r a l l y p e r v a s i v e a n d g r a i n s h a v e a n o b l a t e s h a p e a n d e x t e n s i v e s u t u r e d c o n t a c t s d u e t o d i s s o l u t i o n . O f t e n s t r a i n s h a d o w s ( E l l i o t t , 1 9 7 3 ) o f f i b r o u s q u a r t z , m i c a o r c h l o r i t e h a v e g r o w n a t t h e e n d s o f g r a i n s p a r a l l e l t o t h e c l e a v a g e d i r e c t i o n ( F i g u r e 2 5 ) . I n s e v e r a l s a m p l e s k i n k e d m i c a s o c c u r i n c l e a v a g e s e l v a g e s o f J a c k s o n u n i t s a n d s t o n e s ( F i g u r e 2 6 ) . C l e a v a g e i n t h e J a c k s o n u n i t c a n b e c l a s s i f i e d a s a p p r o a c h i n g " s m o o t h " ( i . e . , p l a n a r w i t h w e l l d e v e l o p e d s e l v a g e s ; P o w e l l , 1 9 7 8 ) . S a m p l e s w h i c h i l l u s t r a t e p e r v a s i v e d i s s o l u t i o n s u r f a c e s a t g r a i n b o u n d a r i e s i n t h i n s e c t i o n d o n o t n e c e s s a r i l y i l l u s t r a t e s i m i l a r p e r v a s i v e n e s s i n o u t c r o p . T h i s a p p a r e n t p e r v a s i v e n e s s o f c l e a v a g e a s r e c o g n i z e d i n o u t c r o p m a y t h u s i n p a r t b e r e l a t e d t o t h e a m o u n t o f i n s o l u b l e r e s i d u e ( e . g . , o r g a n i c s ) p r e s e n t i n t h e s p e c i m e n p r i o r t o d i s s o l u t i o n , a n d t h e r e d i s t r i b u t i o n o f t h e s e i n s o l u b l e s f o l l o w i n g p r e s s u r e s o l u t i o n r e l a t e d f r a m e w o r k c o l l a p s e . N o d e f i n i t i v e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n g r a i n t y p e a n d d e g r e e o f s o l u b i l i t y w a s n o t e d i n t h i n s e c t i o n a l t h o u g h q u a l i t a t i v e l y i t w o u l d a p p e a r t h a t v o l c a n i c r o c k f r a g m e n t s a n d f e l d s p a r s w e r e m o s t e a s i l y d i s s o l v e d w h e r e a s q u a r t z g r a i n s w e r e l e a s t s o l u b l e . H o w e v e r , i n s e v e r a l s e c t i o n s , c h e r t g r a i n s w e r e n o t e d t o l o c a l l y i m p i n g e o n q u a r t z g r a i n b o u n d a r i e s , i n o t h e r a r e a s f e l d s p a r g r a i n s i m p i n g e o n c h e r t o r q u a r t z g r a i n s . T h u s i t a p p e a r s t h a t g r a i n c u r v a t u r e a n d s h a p e a r e a l s o c o n t r i b u t i n g f a c t o r s t o t h e p r e s s u r e s o l u t i o n p r o c e s s . C o m p l e x i t i e s i n t h e c h e m i c a l e n v i r o n m e n t ( e . g . , p H v a r i a t i o n s , s o l u t i o n c h e m i s t r y ) d u r i n g d i a g e n e s i s m a y a l s o h a v e b e e n a c o n t r i b u t i n g , a l t h o u g h u n e v a l u a t e d f a c t o r . FIGURE 23: Closure of cleavage spacing with depth. A. spaced cleavage developed in a siltstone-claystone layer in the Currier unit B. closely spaced cleavage in silty shale from the uppermost Jackson unit C. very closely spaced cleavage in medium grained sublitharenite from lower in Jackson unit ' 4>V HGURE 24: Photomicrographs illustrating increasing intensity of pressure solution with depth. A. subangular to subrounded grains in contact with fairly limited dissolution at grain boundaries (upper McEvoy unit). B. pressure solution seams developed at grain boundaries (Currier unit). C. extensive pressure solution in Jackson unit Note elongation of grains caused by dissolution and the thick dark pressure solution seams representing accumulation of less soluable organics. 43 FIGURE 25: Photomicrographs of strain shadows. A. clay beard (CL) growing at edges of pyrite grain (PY). B. clay beard (CB) growing parallel to cleavage plane in deformed litharenite (Jackson unit). 44 F I G U R E 2 6 : P h o t o m i c r o g r a p h s i l l u s t r a t i n g b e n t m i c a s ( m ) c r e a t e d b y c o l l a p s e o f r o c k f r a m e w o r k d u e t o a d v a n c i n g p r e s s u r e s o l u t i o n a l o n g c l e a v a g e s e a m s ( c l e a v ) . 4 5 T h e m a j o r i t y o f f r a c t u r e s i n t h e a r e a a r e f i l l e d w i t h f i b r o u s m i n e r a l s . T h e m i n e r a l o g y o f t h e v e i n s i s a l m o s t e x c l u s i v e l y b i m o d a l w i t h b o t h q u a r t z a n d c a r b o n a t e ( c a l c i t e , d o l o m i t e , a n k e r i t e ) p r e s e n t I n s o m e v e i n s t h e t w o d i s t i n c t s p e c i e s s h o w v a r i a b l e t i m e r e l a t i o n s h i p s ; o n e h a v i n g b e e n g e n e r a t e d l a t e r t h a n t h e o t h e r , l n m a n y o f t h e v e i n s , h o w e v e r , t h e t w o s p e c i e s a p p e a r t o b e c o e x i s t i n g i n e q u i l i b r i u m ; t h e c o n t a c t b e t w e e n i n d i v i d u a l f i b r o u s s p e c i e s b e i n g n o n - l i n e a r b u t s h a r p a n d t h e o r i e n t a t i o n o f f i b r e a x e s b e i n g o p t i c a l l y c o n t i n u o u s a l o n g t h e i r l e n g t h . I n c o m p o s i t e m i n e r a l v e i n s , a d j a c e n t g r a i n s a r e c o m m o n l y c o m p o s e d e n t i r e l y o f a d i f f e r e n t m i n e r a l s p e c i e s . T h e t e x t u r a l n a t u r e o f t h e v e i n s t e n d s t o b e h i g h l y v a r i a b l e s u g g e s t i n g t h e g e n e r a l c l a s s i f i c a t i o n o f " c o m p o s i t e v e i n s " ( R a m s a y a n d D u r n e y , 1 9 7 3 ; R a m s a y , 1 9 8 0 ) . I n s o m e v e i n s n e w e r v e i n m a t e r i a l h a s b e e n a d d e d a t t h e c e n t r a l m e d i a n s u r f a c e f o l l o w i n g e x t e n s i o n a l f a i l u r e . S u c h " s y n t h e t i c " v e i n s ( R a m s a y a n d D u r n e y , 1 9 7 3 ; R a m s a y , 1 9 8 0 ) c o m m o n l y h a v e f i b r e s o r i e n t e d a l m o s t p e r p e n d i c u l a r t o t h e v e i n w a l l s a n d o f t e n l a c k a m e d i a l s u r f a c e . L o c a l l y v e i n w a l l - p a r a l l e l e x t e n s i o n a l m i c r o c r a c k s a r e p e r v a s i v e i n t h e m i n e r a l f i b r e s ( F i g u r e 2 7 ) . W i d e r s y n t h e t i c v e i n s ( g r e a t e r t h a n 5 m m ) g e n e r a l l y i l l u s t r a t e m u l t i p l e d e f o r m a t i o n a l h i s t o r i e s w i t h o n e o r m o r e d i s c r e t e c e n t r a l z o n e s w h e r e m i n e r a i o r i e n t a t i o n i s g e n e r a l l y d e c i d e d l y d i f f e r e n t t h a n i n t h e o r i g i n a l v e i n , i n d i c a t i v e o f r o t a t i o n a l s t r a i n . I n o t h e r s a m p l e s t h e a d d i t i o n s t o t h e v e i n s h a v e o b v i o u s l y b e e n a t t h e e x p e n s e o f t h e v e i n w a l l s . S u c h " a n t i t h e t i c " v e i n s ( R a m s a y a n d D u r n e y , 1 9 7 3 ; R a m s a y , 1 9 8 0 ) h a v e a m e d i a l s u r f a c e c o m p o s e d o f f r a g m e n t e d v e i n w a l l l i t h o l o g y w i t h a b u n d a n t i n c l u s i o n s o f v e i n w a l l m a t e r i a l w i t h i n t h e f i b r o u s m i n e r a l v e i n s ( F i g u r e 2 8 ) . l n t h i s p a r t i c u l a r v e i n t y p e , t h e o r i e n t a t i o n o f m i n e r a l f i b r e s g e n e r a l l y v a r i e s f r o m s u b - p e r p e n d i c u l a r t o p e r p e n d i c u l a r t o t h e v e i n w a l l s . I n v e i n s a s s o c i a t e d w i t h f a u l t z o n e s , l a r g e a n g u l a r f r a g m e n t s o f v e i n w a l l m a t e r i a l h a v e u n d e r g o n e s o m e r o t a t i o n , i n a d i r e c t i o n w h i c h c o r r e s o n d s t o t h e c u r v e d n a t u r e o f f i b r o u s v e i n m i n e r a l g r o w t h s . S u c h f a u l t z o n e b r e c c i a s a r e c o m m o n , a l t h o u g h i n s e v e r a l b r e c c i a s t h e c a r b o n a t e a n d q u a r t z g r a i n s w e r e n o t f i b r o u s b u t b l o c k y w i t h s u t u r e d 46 F I G U R E 2 7 : P h o t o m i c r o g r a p h i l l u s t r a t i n g s y n t e c t o n i c , s y n t h e t i c v e i n r e l a t i o n s h i p s . I n t h i s e x a m p l e a n a n k e r i t e g r a i n ( A ) o r i e n t e d p e r p e n d i c u l a r t o t h e v e i n w a l l ( V W ) h a s b e e n t r u n c a t e d b y a n e x t e n s i o n c r a c k ( a r r o w ) w h i c h i s i n t u r n F i l l e d w i t h q u a r t z ( Q ) . F I G U R E 2 8 : P h o t o m i c r o g r a p h s i l l u s t r a t i n g s y n t e c t o n i c a n t i t h e t i c q u a r t z ( q ) / c a r b o n a t e ( c ) f i l l e d v e i n r e l a t i o n s h i p s . N o t e t h a t w a l l r o c k h a s b e e n i n c l u d e d w i t h i n v e i n m a t e r i a l d u r i n g m i n e r a l g r o w t h . 48 c o n t a c t s , s u g g e s t i n g p r e c i p i t a t i o n i n a n o p e n v e i n s p a c e f r o m e x o t i c f l u i d s . S e v e r a l , b u t n o t a l l o f t h e v e i n s e x h i b i t t h i n t w i n s i n c a r b o n a t e g r a i n s . A s w e l l , i n o n e t h i n s e c t i o n , d e f o r m a t i o n l a m e l l a e c h a r a c t e r i s t i c o f s u b - b a s a l g l i d e i n q u a r t z w e r e n o t e d . S u c h i n t r a g r a n u l a r f e a t u r e s s u g g e s t a t l e a s t s o m e p o s t - v e i n e m p l a c e m e n t s t r a i n . 3 . 3 S E C O N D P H A S E S T R U C T U R E S S e c o n d p h a s e ( F 2 ) s t r u c t u r e s i n t h e s t u d y a r e a a r e l e s s d o m i n a n t t h a n f i r s t p h a s e s t r u c t u r e s w h i c h t h e y d e f o r m . O f f s e t o f F , s t r u c t u r e s b y F 2 t h r u s t s d e f i n e s t h e t i m i n g o f t h e t w o p h a s e s . T h e d i s t r i b u t i o n o f l i n e a r e l e m e n t s i s c o n s i s t e n t w i t h t h i s r e l a t i o n s h i p . 3 . 3 . 1 F , D E F O R M A T I O N O F F , M E S O S C O P I C S T R U C T U R E S T h e g e o m e t r i c r e l a t i o n s h i p b e t w e e n 1 2 ( S 2 / S , ; S 2 / S 0 ) , S 2 ( F 2 a x i a l p l a n e s ) , S 0 a n d I , d e m o n s t r a t e t h a t F 2 f o l d s a r e g e n e r a l l y o r i e n t e d a t a h i g h a n g l e t o F i f o l d s a n d t h r u s t s . F i g u r e 2 9 i s a c o n t o u r e d e q u a l - a r e a s t e r e o p r o j e c t i o n c o n t a i n i n g p o l e s t o F 2 c l e a v a g e a m a l g a m a t e d f r o m d a t a c o l l e c t e d i n s t r u c t u r a l d o m a i n e s 4 a n d 5 a n d t h e a p p a r e n t o r i e n t a t i o n o f S 2 a s d e t e r m i n e d f r o m t h e t r a c e o f F 2 a x i a l s u r f a c e s . I t i s a p p a r e n t t h a t a l t h o u g h t h e t r e n d o f F 2 c l e a v a g e i s s i m i l a r t o t h e t r e n d o f o b s e r v e d F 2 a x i a l s u r f a c e s t h a t t h e c l e a v a g e d i p i s c o n s i d e r a b l y m o r e v a r i a b l e a n d l o c a l l y s h a l l o w e r t h a n t h e d i p o f F 2 a x i a l p l a n e s , p o s s i b l y s u g g e s t i n g a f a n n e d s e c o n d p h a s e c l e a v a g e g e o m e t r y . T h e p a u c i t y o f o u t c r o p s e x h i b i t i n g w e l l - d e f i n e d F 2 c l e a v a g e , h o w e v e r , p r e c l u d e s f u r t h e r e v a l u a t i o n o f t h e o r i g i n o f t h i s g e o m e t r y . F o r t h e p u r p o s e s o f g e o m e t r i c a n a l y s i s , s t e e p l y d i p p i n g F 2 c l e a v a g e i s t r e a t e d a s b e i n g a p p r o x i m a t e l y a x i a l - p l a n a r t o F 2 f o l d s i n t h i s s t u d y . F i g u r e 3 0 a & b i l l u s t r a t e s t h e o r i e n t a t i o n o f l o c a l S 2 / S j ( i n t e r s e c t i o n o f s t e e p l y d i p p i n g F 2 c l e a v a g e w i t h F , c l e a v a g e ) a n d l o c a l S 2 / S 0 ( i n t e r s e c t i o n o f F 2 c l e a v a g e a n d b e d d i n g ) f r o m s t r u c t u r a l d o m a i n s 4 a n d 5 . T h e g r o u p i n g o f S 2 / S 0 i n t w o g e n e r a l a r e a s o n e i t h e r s i d e o f t h e s t e r e o n e t o r i g i n 49 N FIGURE 29: Equal area stereoprojection of F 2 axial planes (S2) as calculated from the mapped surficial trace and poles to F2 cleavage (contours indicate percentage of poles contained in a 1% unit area). Though cleavage apparently has a fanned geometry, the trends are parallel to that of S2, suggesting cleavage may be treated as roughly axial planar. N 1 FIGURE 30: Stereoprojections of lineations related to second phase folding. A. S2/S, lineation from domains 4 and 5. B. S2/S: lineation from domains 4 and 5. 51 c o r r e s p o n d s r o u g h l y t o t h e a r e a o f i n t e r s e c t i o n o f F 2 a x i a l p l a n e s w i t h f o l d e d S 0 b e d d i n g p l a n e s ( F i g u r e 3 1 ) a s w o u l d b e e x p e c t e d w h e r e F 2 f o l d s a r e s u p e r i m p o s e d o n p r e - e x i s t i n g F , f o l d s w i t h m e g a s c o p i c k i n k g e o m e t r i e s . S 2 / S j f a l l a l o n g a b r o a d b e l t w h i c h e n c o m p a s s e s t h e d i s t r i b u t i o n o f S 2 / S 0 . A c o n t o u r e d e q u a l a r e a p r o j e c t i o n w h i c h c o m b i n e s a l l 1 2 t h u s m a t c h e s t h e a p p r o x i m a t e g e n e r a l i z e d o r i e n t a t i o n o f t h e F 2 a x i a l p l a n e a s o b s e r v e d i n t h e f i e l d ( F i g u r e s 2 9 & 3 2 ) . A c o m p a r i s o n o f t h e g e n e r a l i z e d F 2 a x i a l p l a n e w i t h t h e d i s t o r t e d t r a c e o f F ] a x i a l s u r f a c e s i l l u s t r a t e s t h e t w o a r e o r i e n t e d a t a h i g h a n g l e t o o n e a n o t h e r ( 8 0 ° - 9 0 ° ) . R e - f o l d i n g o f p r e - e x i s t i n g F 2 - f o l d s a b o u t a n a x i s w h i c h i s o r i e n t e d a t h i g h a n g l e s t o h s h o u l d r e s u l t i n t h e d i s p l a c e m e n t o f h l i n e a r s a l o n g s m a l l c i r c l e l o c i i o n . t h e . s t e r e o n e t ( a s s u m i n g f o l d i n g h a s p r o g r e s s e d v i a a f i e x u r a l - s l i p m e c h a n i s m ) . T h e d i s t r i b u t i o n o f d e f o r m e d 1 2 a l o n g a b r o a d n o r t h w e s t e r l y t r e n d i n g b e l t ( F i g u r e 3 3 ) i s t h u s c o n s i s t e n t w i t h a m o d e l i n v o l v i n g s u p e r p o s i t i o n o f F , b y F 2 . F u r t h e r e v i d e n c e f o r f o l d s u p e r p o s i t i o n i s d e m o n s t r a t e d b y t h e b e n d i n g a n d r i g i d b o d y r o t a t i o n ( F i g u r e 3 4 ) o f " m a c r o l i t h o n s " b o u n d e d b y F , ( h k O ) f r a c t u r e s . T h e p o l e s t o t h e d i s t o r t e d f r a c t u r e p l a n e s p l o t a l o n g a g i r d l e w h i c h i s o r i e n t e d a t h i g h a n g l e s t o t h e g e n e r a l i z e d F 2 a x i a l p l a n e ( F i g u r e 3 5 ) a n d h e n c e f u r t h e r s u b s t a n t i a t e t h e p r o p o s e d f o l d s u p e r p o s i t i o n h i s t o r y . I n a d d i t i o n , s l i c k e n s i d e s w h i c h o c c u r a l o n g F ] c l e a v a g e p l a n e s , s e v e r a l b e d d i n g p l a n e s a n d s o m e h k O f r a c t u r e p l a n e s i n d i c a t e a n o r t h e a s t - s o u t h w e s t t r e n d i n g c o m p o n e n t o f m o t i o n ( F i g u r e 3 6 ) . I t i s i m p o r t a n t t o n o t e , h o w e v e r , t h a t v e r y l i t t l e m o t i o n i s r e q u i r e d t o f o r m s l i c k e n s i d e l i n e a r s ( N o r r i s a n d B a r o n , 1 9 6 8 ) a n d h e n c e t h e y m a y b e a r e s u l t o f t h r e e d i m e n s i o n a l c o n s t r i c t i o n a l s t r a i n r a t h e r t h a n s u p e r p o s i t i o n o f 2 s e p a r a t e s t r a i n e v e n t s . FIGURE 31: Contoured equal area stereoprojections of poles to bedding (S0) from domains 4 and 5. Contours represent percentage of lineations occuring in a 1% unit area. In lower centre of figure a stereoprojection illustrates the average limb orientation for kink folds as discerned from the contoured stereoprojections of S0, and the area of intersection of the limbs with the F 2 axial surfaces (S2). The shaded areas should thus be the locus of S2/S0. 5 3 F I G U R E 3 2 : C o n t o u r e d e q u a l a r e a s t e r e o p r o j e c t i o n o f a l l 1 2 i n s t r u c t u r a l d o m a i n s 4 a n d 5 . C o n t o u r s r e p r e s e n t p e r c e n t a g e o f l i n e a t i o n s o c c u r i n g i n a 1 % u n i t a r e a . HGURE 33: Contoured equal area projection of Fi cleavage/bedding intersection lineations (lj) from structural domains 3, 4 and 5. Contours represent percentage of lineations occuring in a 1% unit area. FIGURE 34: Photographs illustrating folded F, hkO fractures. A. View looking southwest at Fj hkO fractures within the Jackson unit Macrolithons between fracture surfaces have been rotated by interlayer slip related to F 2 folding. Peak is approximately 250 m. above base of photo. B. Bent hkO fracture sets. Local 12 are oriented at a high angle to the photo plane. Stereonet analysis of these fractures appears in figure 35. 56 HGURE 35: Equal area stereoprojection illustrating bending and rotation of F] a-c fracture planes by F2 folding. Great circle fit from A is illustrated for comparison. Given the sub-parallel relationship of a-c fractures to F 2 axes, the scatter of data is consistent with fractures having been rotated by F2 folding. 5 7 PREDICTED DISTRIBUTION FIGURE 36: Equal area stereoprojection of slickensided orientations. In the upper centre of the figure the predicted distribution of superposed slip linears is illustrated. The lower centre of the figure illustrates an equal area stereoprojection compilation of all slickenside data (here plotted as pitches within planes, where the dot represents the pitch of the linear and the short line represents a portion of the great circle girdle which describes the plane of motion). A rose diagram of kinematic trends illustrates a bimodal distribution corresponding to F, and F2 fold axes. Slickensides formed via bedding plane slip during Fi would be sub-parallel to the F2 fold axis, whereas slickensides formed by the same process during F 2 would be sub-parallel to the Fj fold axis. 5 8 3 . 3 . 2 F , F O L D S A N D F A U L T S F 2 f o l d s a r e m a n i f e s t i n t h e f i e l d t h r o u g h o u t m o s t o f t h e a r e a b y r a t h e r a b r u p t p l u n g e r e v e r s a l s o f F 3 f o l d s . T h e a x i s o f t h e s e p l u n g e r e v e r s a l s t r e n d n o r t h e a s t - s o u t h w e s t , a r e l a t e r a l l y p e r s i s t a n t a n d h e n c e d e f i n e F 2 f o l d a x i a l t r a c e s ( F i g u r e 3 7 ) . I n t h e n o r t h e r n p a r t o f t h e m a p a r e a , w h e r e l i t h o l o g i e s w i t h i n t h e C u r r i e r a n d J a c k s o n u n i t s a r e e x p o s e d , l a r g e s c a l e f o l d s h a v e a b o x f o l d g e o m e t r y w h e r e a s s m a l l e r s c a l e p a r a s i t i c f o l d s h a v e a n a s y m m e t r i c k i n k s t y l e g e o m e t r y . I n t e r f e r e n c e b e t w e e n F j a n d F 2 f o l d s h a s r e s u l t e d i n a d o m e a n d b a s i n t y p e o u t c r o p g e o m e t r y a s i l l u s t r a t e d i n a r e a s o f l o w r e l i e f ( F i g u r e 3 8 ) a n d i n a s t r u c t u r e c o n t o u r m a p w h i c h w a s c o n s t r u c t e d , o n . t h e t o p o f . t h e f o l d e d J a c k s o n u n i t u p p e r , c o n t a c t ( F i g u r e 3 9 ) . F 2 t h r u s t f a u l t s , w e r e i d e n t i f i e d i n t h e f i e l d b y t r u n c a t i o n a n d o f f s e t o f F , f o l d s a n d / o r t h r u s t s a n d b y t h e i r i n t i m a t e r e l a t i o n s h i p t o p a r a s i t i c f o l d s w i t h a n F 2 o r i e n t a t i o n ( F i g u r e 4 0 ) . S u c h f a u l t s t e n d t o b e f l a t l y i n g a n d h a v e r e s u l t e d i n k l i p p e n i n t h e n o r t h e r n p a r t o f t h e m a p a r e a . T h e e x i s t e n c e o f o t h e r F 2 f l a t l y i n g t h r u s t s i n c o v e r e d i n t e r v a l s a n d i n t h e s u b - s u r f a c e b e n e a t h s o u t h e r l y p l u n g i n g s t r u c t u r e s i s a n t i c i p a t e d a n d h e n c e , i n t e r p r e t e d i n c r o s s s e c t i o n , ( F i g u r e 9 , b a c k p o c k e t ) . L a t e s t a g e h i g h a n g l e n o r m a l a n d r e v e r s e f a u l t s o c c u r t h r o u g h o u t t h e s t u d y a r e a b u t a r e m o s t a b u n d a n t i n t h e a r e a b e t w e e n T a h t s e d l e C r e e k a n d t h e N a s s R i v e r ; t h o s e w i t h d i s p l a c e m e n t s o f s e v e r a l h u n d r e d m e t r e s o r m o r e a r e i l l u s t r a t e d o n t h e m a p s ( F i g u r e s 6 & 8 , b a c k p o c k e t ) . I n m a n y a r e a s t h e s e f a u l t s c o i n c i d e w i t h t h e a p e x o f F 2 f o l d s ( F i g u r e 4 1 , a n d i n M o f f a t a n d B u s t i n , 1 9 8 4 ) a n d m a y b e r e l a t e d t o o u t e r a r c e x t e n t i o n a n d i n n e r a r c c o n t r a c t i o n d u r i n g F 2 d e f o r m a t i o n . T h e s i m i l a r i t y i n o r i e n t a t i o n b e t w e e n F j h k O f r a c t u r e s a n d F 2 h i g h a n g l e f a u l t r e l a t e d f r a c t u r e s c r e a t e s s o m e a m b i g u i t y i n t h e f i e l d u n l e s s t h e p r e s e n c e o f r o t a t i o n o r b e n d i n g o f m a c r o l i t h o n s o r t h e f r a c t u r e s u r f a c e s w h i c h b o u n d t h e m c a n b e d e m o n s t r a t e d . F u r t h e r u n c e r t a i n t y a r i s e s f r o m t h e o b s e r v a t i o n t h a t , l i k e F j f r a c t u r e s a n d f a u l t s , F 2 z o n e s o f c o h e s i o n l o s s a r e N 28°30' HGURE 37: The trace of major F 2 axial surfaces and F 2 high angle faults in the study area. In the upper left hand corner a contoured equal area stereoprojection displays the orientation of 1, in domains 4 and 5 (see figure 32) > 60 • FIGUPvE 3 8 : V i e w l o o k i n g n o r t h w e s t n e a r t h e n o r t h e r n m o s t e d g e o f t h e s t u d y a r e a . B e d s o u t l i n e d b y t h i n l i n e s a r e f o r m e d i n t o d o m e a n d b a s i n g e o m e t r y b y t h e i n t e r s e c t i o n o f f i r s t p h a s e f o l d a x i a l t r a c e s ( S i ) a n d s e c o n d p h a s e f o l d a x i a l t r a c e s ( S 2 ) . 61 STRUCTURE CONTOURS FIGURE 39: Structure contours drawn on the top of the Jackson unit in the northern portion of the thesis area, the generalized map in the right hand corner illustrates the area overwhich the Jackson (Jj) and overlying Currier (Jc) crop out. The theoretical dome and basin interference pattern predicted from 2 phases of folding superposed at high angles to one another is consistent with the structural contour configuration. 62 F I G U R E 4 0 : V i e w l o o k i n g s o u t h w e s t a t a s e c o n d p h a s e t h r u s t w i t h a s s o c i a t e d a s s y m e t r i c p a r a s i t i c f o l d s . T h r u s t z o n e i s c h a r a c t e r i z e d b y a b u n d a n t q u a r t z / c a r b o n a t e v e i n i n g . F r o m b a s e t o t o p o f c l i f f c o n s t i t u t e s a p p r o x i m a t e l y 8 0 m e t r e s . 6 3 H G U R E 4 1 : H i g h a n g l e d i p - s l i p f a u l t s a s s o c i a t e d w i t h t h e a p e x o f a s e c o n d p h a s e f o l d ( f r o m M o f f a t a n d B u s t i n , 1 9 8 4 ) . 6 4 c h a r a c t e r i z e d b y f i b r o u s a n d n o n - f i b r o u s s i l i c a t e a n d c a r b o n a t e f i l l e d v e i n s . 3 . 3 . 3 F , C L E A V A G E S t e e p l y d i p p i n g , n o r t h e a s t t r e n d i n g d i s s o l u t i o n c l e a v a g e i s c o m m o n o n l y n e a r r 2 f o l d h i n g e s a n d p r e d o m i n a n t l y i n t h e l o w e r C u r r i e r a n d J a c k s o n s t r a t i g r a p h i c u n i t s . C l o s e l y s p a c e d f r a c t u r e s s u b - p a r a l l e l t o S 2 a r e c o m m o n i n s t r a t a w i t h i n t h e M c E v o y a n d D e v i l ' s C l a w u n i t s e s p e c i a l l y i n c l o s e p r o x i m i t y t o h i g h a n g l e f a u l t s , l n s e v e r a l a r e a s p e n c i l f a b r i c s ( R a m s a y a n d H u b e r , 1 9 8 5 ) f o r m e d b y t h e i n t e r s e c t i o n o f s p a c e d F ] a n d F 2 d i s s o l u t i o n a n d / o r f r a c t u r e c l e a v a g e s u r f a c e s a r e p r e s e n t ( F i g u r e 4 2 ) . P e n c i l o r i e n t a t i o n a n d l e n g t h , i s r e l a t e d t o t h e r e l a t i v e s p a c i n g o f S j a n d S 2 a n d w h e t h e r o r n o t b e d d i n g p a r a l l e l f r a c t u r e s a r e p r e s e n t I n m o s t c a s e s p e n c i l s a r e o r i e n t e d a t h i g h a n g l e s t o b e d d i n g ( w h e r e b e d d i n g d o e s n o t r e p r e s e n t a p l a n e o f e x t e n s i o n f a i l u r e ) o r s u b - p a r a l l e l t o l o c a l l i ( w h e r e b e d d i n g i s c h a r a c t e r i z e d b y l a t e e x t e n s i o n f a i l u r e ) . P e n c i l s h a p e a p p e a r s t o b e r e l a t e d t o t h e n a t u r e o f t h e i n t e r s e c t i n g s u r f a c e s . W h e r e F 2 d i s s o l u t i o n c l e a v a g e i n t e r s e c t s w i t h F i d i s s o l u t i o n c l e a v a g e s u r f a c e s t h e p e n c i l s t e n d t o b e i r r e g u l a r i n s h a p e . I n t e r s e c t i o n o f F 2 a n d F i c l o s e l y s p a c e d f r a c t u r e s o n t h e o t h e r h a n d r e s u l t s i n s m o o t h s h a p e d p e n c i l s w i t h s t r a i g h t e d g e s . C o m b i n a t i o n s o f t h e s e r e l a t i o n s h i p s a r e c o m m o n . T h e s p a c i n g o f p e n c i l s i s r e l a t e d p r i m a r i l y t o t h e p r e s e n c e o r a b s e n c e o f t h i c k d i s s o l u t i o n s e a m s c o n t a i n i n g i n s o l u b l e s ; a n d h e n c e i n t i m a t e l y r e l a t e d t o t h e r e l a t i v e a b u n d a n c e o f o r g a n i c m a t e r i a l . 3 . 4 D E F O R M E D F , E L E M E N T S T h e r e i s a m o d i c u m o f e v i d e n c e t h a t i n d i c a t e s t h e d e f o r m a t i o n a l h i s t o r y o f t h e s t u d y a r e a i s s o m e w h a t m o r e c o m p l e x t h a n i s s u g g e s t e d b y t w o s u p e r p o s e d s t r a i n e v e n t s . P o s s i b l e e v i d e n c e f o r a l a t e r c o m p r e s s i o n a l e v e n t i s p r o v i d e d b y s t r u c t u r e c o n t o u r s d r a w n o n a n F 2 t h r u s t s u r f a c e f r o m d o m a i n 4 ( F i g u r e 4 3 ) . T h i s p a r t i c u l a r F 2 s u r f a c e h a s a p p a r e n t l y b e e n f o l d e d a b o u t a n a x i s w h i c h i s s u b p a r a l l e l t o t h e g e n e r a l i z e d 65 F I G U R E 4 2 : P e n c i l f a b r i c f o r m e d b y t h e i n t e r s e c t i o n o f F , d i s s o l u t i o n c l e a v a g e a n d F 2 f r a c t u r e c l e a v a g e . A . W e l l d e f i n e d p e n c i l s w e a t h e r e d o u t f r o m a n o u t c r o p . B . P e n c i l s t r u c t u r e f o r m e d b y t h e i n t e r s e c t i o n o f F , c l e a v a g e a n d F 2 c l o s e l y s p a c e d f r a c t u r e s . H G U R E 4 3 : S t r u c t u r e c o n t o u r s d r a w n o n F 2 k l i p p e n s u r f a c e s , i l l u s t r a t i n g l a t e r F 3 w a r p i n g . C o n t o u r s a r e i n u n i t s o f 1 0 0 f e e t ( e . g . , 5 0 x 1 0 0 = 5 0 0 0 ) 6 7 o r i e n t a t i o n o f F j a x i a l s u r f a c e s i n t h i s a r e a , p e r h a p s s u g g e s t i n g a n F 3 c o m p r e s s i o n a l e v e n t i n a n o r t h e a s t - s o u t h w e s t d i r e c t i o n . T h o u g h l o c a l l y , r i g i d u n i t s w i t h i n F j f o l d s a r e d e c a p i t a t e d b y F 2 t h r u s t p l a n e s , t h e p o s s i b i l i t y t h a t F 2 t h r u s t p l a n e s f o r m e d a l o n g p r e v i o u s l y f o l d e d ( F O p l a n e s o f w e a k n e s s i s n o t e n t i r e l y r u l e d o u t T h e g e n e r a l , g e n t l e c u r v i l i n e a r n a t u r e t o S 2 t r a c e s i n c e r t a i n l o c a t i o n s i s i l l u s t r a t e d i n F i g u r e 4 4 , p e r h a p s s u g g e s t i n g s o m e p o s t F 2 w a r p i n g . T h e l o c a l v a r i a t i o n o f F 2 c l e a v a g e t r e n d s a s i l l u s t r a t e d i n F i g u r e 2 9 i s c o n s i s t e n t w i t h a n o r t h e a s t - s o u t h w e s t d i r e c t e d c o m p r e s s i o n . I n c o n c l u s i v e e v i d e n c e f o r a p o s t F 2 n o r t h e a s t - s o u t h w e s t c o m p r e s s i o n i s o f f e r e d b y t h e p r e s e n c e o f s u p e r i m p o s e d s l i c k e n s i d e d l i n e a r s o n a n F 2 b - c f r a c t u r e w h i c h s u g g e s t l o w a n g l e n o r t h e a s t - s o u t h w e s t , d i r e c t e d m o t i o n l a t e r t h a n h i g h a n g l e n o r t h w e s t - s o u t h e a s t m o t i o n . T h o u g h t h e e v i d e n c e f o r a t h i r d p h a s e c o m p r e s s i v e e v e n t i n t h e B o w s e r L a k e G r o u p r o c k s a s d e s c r i b e d a b o v e i s t e n u o u s a t b e s t , a n o r t h e a s t - s o u t h w e s t c o m p r e s s i v e e v e n t l a t e r t h a n a n o r t h w e s t - s o u t h e a s t c o m p r e s s i v e e v e n t i s a l s o s u g g e s t e d b y s u p e r i m p o s e d f o l d r e l a t i o n s h i p s p r e s e n t i n t h e L a t e C r e t a c e o u s S u s t u t G r o u p r o c k s ( E i s b a c h e r , 1 9 7 4 a ) a s w i l l b e d i s c u s s e d i n a l a t e r C h a p t e r ( C h a p t e r 7 ) . T h e a n t i c i p a t e d e f f e c t o n l i b y t w o l a t e r s t r a i n e v e n t s s u p e r i m p o s e d i n a m a n n e r a s d e s c r i b e d a b o v e i s s u m m a r i z e d i n F i g u r e 4 5 . T h e w i d e l o c a l v a r i a t i o n i n 1 2 o r i e n t a t i o n s r e q u i r e d b y t h e p r o p o s e d s t r a i n h i s t o r y s u g g e s t s t h e n e e d f o r f u r t h e r d e t a i l e d d o m a i n a l a n a l y s i s t o f u r t h e r d e l i n e a t e t h e n a t u r e o f s u p e r p o s e d s t r a i n . 3 . 5 S I G N I F I C A N C E O F S T R U C T U R A L R E L A T I O N S H I P S C o m p a r i s o n o f f i e l d o b s e r v a t i o n s w i t h e x p e r i m e n t a l a n d t h e o r e t i c a l s t r u c t u r a l s t u d i e s o f t e n a l l o w s f o r i n f e r e n c e s t o b e m a d e c o n c e r n i n g t h e o r i g i n o f s t r u c t u r e s . T h i s t y p e o f a n a l y s i s h a s p e r m i t t e d d e d u c t i o n s t o b e m a d e c o n c e r n i n g t h e t i m i n g o f i n c r e m e n t a l s t r a i n e v e n t s a n d h e n c e t h e n a t u r e o f t h e f i n i t e s t r a i n p a t h , t h e n a t u r e o f s t r a i n p a r t i o n i n g i n t h e s t r a t i g r a p h i c p a c k a g e a n d t h e p o s s i b l e m e c h a n i s m s b y w h i c h s u c h s t r a i n i s a c h i e v e d . 68 FIGURE 44: Structural map near northeastern edge of study area illustrating the gentle warping of F 2 cleavage strikes (cleavage symbols) and hence the possibility of some post-F2 compression. Stippled area represents outcrop of Currier unit Scale = 1:50,000. 69 F I G U R E 45: Expected domainal structural relationships created by 3 phases of deformation the second perpendicular and the third parallel to the first (assuming a flexural-slip mechanism). Fi fold axes determined by the intersection of Si cleavage and So bedding are fanned out along a small circle by a second compression oriented at 90° to the first compression. Later return to the original compressive stress direction results in rotation of F j along small circles such that the area containing deformed F j linears related to all fold domains wil l be a broad northwest-southeast trending belt 7 0 3 . 5 . 1 T I M I N G O F S T R U C T U R A L E V E N T S I t i s g e n e r a l l y a s s u m e d t h a t p r e s s u r e s o l u t i o n c l e a v a g e ( d i f f u s i o n a l m a s s - t r a n s f e r c l e a v a g e o f E n g e l d e r e t a l . , 1 9 8 1 ) , s i m i l a r t o t h a t o b s e r v e d i n r o c k s o f t h e s t u d y a r e a , f o r m e d a s c l e a v a g e p l a n e s p e r p e n d i c u l a r t o t h e d i r e c t i o n o f m a x i m u m c o m p r e s s i v e s t r a i n ( D i e t r i c h , 1 9 6 9 ; S i d d a n s , 1 9 7 2 ; G i e s e r , 1 9 7 4 ; G T O s h o n g , 1 9 7 5 ; R o s s a n d B a r n e s , 1 9 7 5 ) . A s s u c h , f r o m t h e e v i d e n c e d i s c u s s e d a b o v e i t a p p e a r s t h a t o n e o f t h e e a r l i e s t e v e n t s o f i m p o r t a n c e t o t h e o v e r a l l p a t t e r n o f s t r a i n a c c u m u l a t i o n i s c l e a v a g e w h i c h w a s f o r m e d r e l a t i v e l y e a r l y i n f o l d i n g h i s t o r y , f i x e d a s a m a t e r i a l p l a n e a n d r o t a t e d t o a d i v e r g e n t f a n c o n f i g u r a t i o n . S u c h a n i n t e r p r e t a t i o n f o r c l e a v a g e f o r m a t i o n i s f a v o r e d o v e r t h a t o f f e r e d b y D i e t r i c h ( 1 9 6 9 ) w h e r e c l e a v a g e i s f o r m e d a f t e r s i g n i f i c a n t b u c k l i n g s t r a i n s h a v e a l r e a d y a c c u m u l a t e d d u e t o t h e c h a n g i n g o r i e n t a t i o n o f t h e m a x i m u m c o m p r e s s i v e s t r e s s t h r o u g h o u t f o l d e d l a y e r s o f v a r y i n g v i s c o s i t y . A n i n t e r p r e t a t i o n i n v o l v i n g e a r l y c l e a v a g e f o r m a t i o n i s f a v o r e d i n t h e s t u d y o f B o w s e r L a k e G r o u p r o c k s d u e t o t h e c o n s i s t e n t d i r e c t i o n o f t h e b i s e c t r i x o f t h e a c u t e a n g l e b e t w e e n c l e a v a g e a n d b e d d i n g o n e i t h e r l i m b o f m a n y f o l d s ( F i g u r e 4 6 A & B ) . I n t h e c a s e o f s y n f o l d i n g c l e a v a g e d e v e l o p m e n t t h e b i s e c t r i x o f t h e a c u t e a n g l e b e t w e e n c l e a v a g e a n d b e d d i n g s h o u l d p o i n t i n o p p o s i t e d i r e c t i o n s o n e i t h e r f o l d l i m b . S e v e r a l f o l d s d o h o w e v e r s h o w b e d d i n g t o c l e a v a g e i n t e r s e c t i o n a n g l e s w h i c h w o u l d b e c o n s i s t e n t w i t h t h e m e c h a n i s m f o r c l e a v a g e f o r m a t i o n d e s c r i b e d b y D i e t r i c h ( 1 9 6 9 ; F i g u r e 4 6 B ; i . e . , b i s e c t r i x i s o r i e n t e d i n o p p o s i n g d i r e c t i o n s o n e i t h e r l i m b ) . I t i s e v i d e n t h o w e v e r , t h a t a c l e a v a g e d i s t r i b u t i o n o f t h i s g e o m e t r y m i g h t a l s o b e e x p l a i n e d b y e a r l y c l e a v a g e f o r m a t i o n i n f o l d e d l a y e r s o f v a r y i n g v i s c o s i t y f o l l o w e d b y l a t e r r o t a t i o n ( F i g u r e 4 7 ) . T h e i n t e r p r e t a t i o n t h a t c l e a v a g e f o r m e d d u r i n g t h e e a r l y p h a s e s o f b u c k l i n g a n d w a s r o t a t e d a s a f i x e d p l a n e d u r i n g c o n t i n u e d b u c k l i n g i n f e r s t h a t t h e F ] a x i s d e t e r m i n e d b y f o l d e d b e d d i n g s h o u l d c o r r e s p o n d t o a n a x i s a b o u t w h i c h c l e a v a g e i s f a n n e d . F i g u r e 4 8 i l l u s t r a t e s t h e p l a n a r c o i n c i d e n c e o f f o l d e d c l e a v a g e a n d b e d d i n g p o l e s f o r a n a n t i c l i n e n e a r N a s s L a k e w h i c h r e q u i r e s e i t h e r t h a t c l e a v a g e f o r m e d u n d e r 7 1 FIGURE 46a: Stereoprojections and cartoons illustrating cleavage/bedding relationships across folded surfaces from various structural domains. 72 FIGURE 46b: Stereoprojections and cartoons illustrating cleavage/bedding relationships across folded surfaces from various structural domains. 73 FIGURE 47: Stereoplot of cleavage and bedding orientations across an anticline east of Nass Lake. Note that in general the two appear to be fanned (folded) about the same axis. 74 FIGURE 48: Origin of cleavage fans. The Figure illustrates that in folds where the bisector of the acute angle between bedding and cleavage faces the same direction across the fold then cleavage formed early at low buckling strains (i.e., cleavage to bedding ang le=70° -90 ° ) . Continued buckling results in a cleavage fan as shown in A2. B illustrates how cleavage might form due to varying viscosity in folded. layers (after Dietrich, 1969). The short lines are perpendicular to local and hence parallel to cleavage. If cleavage forms in a fold of low amplitude (d) is locked in and further fold shortening occurs, a cleavage fan C 2 develops. Both A2 and C 2 fan types are present in the study area. The overall consistent high angle between cleavage and bedding suggests that, given the existence of A 2 , cleavage probably formed early at buckling strains of a few percent 75 c o n d i t i o n s o f l o w b u c k l i n g s t r a i n o r t h a t c l e a v a g e f o r m e d i n f a n s c r e a t e d b y v i s c o s i t y c o n t r a s t s o n p r e - e x i s t i n g f o l d s w h o s e a x e s h a v e n o t u n d e r g o n e r o t a t i o n d u r i n g p r o g r e s s i v e s t r a i n . I n h e r e n t i n t h e d i s s o l u t i o n p r o c e s s i s a c o n c o m i t a n t r i s e i n p o r e f l u i d p r e s s u r e i f p e r m e a b i l i t y i s l o w ( R o s s a n d B a r n e s , 1 9 7 5 ) . S u c h a n i n c r e a s e i n p o r e f l u i d p r e s s u r e i s c o m m o n l y t h o u g h t t o f a c i l i t a t e f a u l t i n g i n l a y e r e d s e q u e n c e s ( e . g . , H u b b e r t a n d R u b y , 1 9 5 9 ; G r e t e n e r , 1 9 7 2 ; 1 9 7 9 ) . I t i s l i k e l y t h a t s u c h a p r o c e s s i s r e s p o n s i b l e f o r t h e t h r u s t s o f s m a l l d i s p l a c e m e n t i n t h e t h e s i s a r e a w h i c h a r e a s s o c i a t e d w i t h a b u n d a n t v e i n i n g , c r o s s - c u t k i n k f o l d l i m b s a n d f o l d c o r e s a n d a p p e a r t o p o s t - d a t e f o l d i n g h i s t o r y ( e v i d e n c e f o r t h i s , i n t e r p r e t a t i o n . i s a d d r e s s e d , l a t e r ) . T h r u s t i n g i s . f u r t h e r , f a v o r e d a l o n g c l e a v a g e s u r f a c e s w h i c h h a v e l o c a l l y b e e n r o t a t e d i n t o a p l a n e o f h i g h r e s o l v e d s h e a r s t r e s s . T h e s u p e r p o s i t i o n o f F 2 s t r u c t u r e s o n F x i s d e m o n s t r a t e d b y t h e o f f s e t o f F i s t r u c t u r e s b y F 2 t h r u s t s , t h e f o l d i n g o f h k O f r a c t u r e s f o r m e d o r i g i n a l l y d u r i n g F j a n d t h e l a c k o f t i g h t f o l d i n g o f F 2 p l a n a r s u r f a c e s ( e . g . , f a u l t s , c l e a v a g e ) . S u p e r p o s i t i o n o f F i f o l d s , t h r u s t s a n d f a b r i c e l e m e n t s b y a l a t e r o r t h o g o n a l s t r a i n i n f e r s t h a t t h e m a x i m u m c o m p r e s s i v e s t r e s s a n d t h e i n t e r m e d i a t e c o m p r e s s i v e s t r e s s h a d s w i t c h e d o r i e n t a t i o n s a t s o m e t i m e i n t h e d e f o r m a t i o n a l h i s t o r y . T h e s e c o n d p h a s e i s l o c a l l y c h a r a c t e r i z e d b y a d i s s o l u t i o n e v e n t w h i c h p r e s u m a b l y f o r m e d m u c h i n t h e s a m e w a y a s t h e p r e v i o u s l y d e s c r i b e d F t c l e a v a g e . A p o s s i b l e r e t u r n t o a s t r a i n o r i e n t a t i o n p a r a l l e l t o t h a t o f F i h a s b e e n s u g g e s t e d b y l o c a l f o l d i n g o f F 2 t h r u s t p l a n e s c o a x i a l w i t h u n d e f o r m e d F j a x e s . T h e a b s e n c e o f i n t e r m e d i a t e o r i e n t a t i o n s t o p r i n c i p a l s t r a i n a x e s i n f e r s t h a t r o t a t i o n o f t h e a r e a i n a f i x e d s t r e s s r e f e r e n c e f r a m e c a n n o t e x p l a i n t h e d i s t r i b u t i o n o f f i n i t e s t r a i n a n d t h a t a s h i f t i n e x t e r n a l f o r c e s d u r i n g p r o g r e s s i v e s t r a i n m a y h a v e o c c u r r e d . E v i d e n c e f o r e p i s o d i c h i g h f l u i d p r e s s u r e s t h r o u g h o u t a l l t h e d e s c r i b e d p h a s e s o f d e f o r m a t i o n i s p r o v i d e d b y t h e p r e s e n c e o f s y n t e c t o n i c e x t e n s i o n v e i n s ( b o t h p a r a l l e l 76 t o b e d d i n g a s w e l l a s i n h k O o r i e n t a t i o n s ) w h i c h h a v e b e e n f o l d e d , s y n t e c t o n i c m i n e r a l f i b r e s t h a t o c c u r a s " b e a r d s " p a r a l l e l t o c l e a v a g e t r a c e s a n d t h e p r e s e n c e o f s y n t e c t o n i c f i b r e s i n b o t h F j a n d F 2 f a u l t p l a n e s . T h e r e g e n e r a t i o n o f v e i n i n g e v e n t s a l s o h a s r e s u l t e d i n t h e c o m p l i c a t e d n a t u r e o f v e i n o f f s e t s p r e v i o u s l y n o t e d . T h e p r e s e n c e o f b o t h t w i n n e d a n d u n t w i n n e d c a l c i t e a n d u n d e f o r m e d a s w e l l a s s t r a i n e d q u a r t z i n v e i n s f u r t h e r s u g g e s t s a m u l t i s t a g e h i s t o r y f o r v e i n f i l l i n g s . T h e f a c t t h a t f l u i d s a r e g e n e r a t e d i n p a r t l a t e r t h a n F ] c l e a v a g e i s s u p p o r t e d b y t h e o b s e r v a t i o n t h a t c a l c i t e l o c a l l y r e p l a c e s a l l g r a i n s i n d i s c r i m i n a n t l y a n d m a s k s e v i d e n c e o f d i s s o l u t i o n ( C h a p t e r 5 , F i g u r e 7 4 ) . I n a s m u c h a s a l l r o c k s i n t h e s t u d y a r e a h a v e b e e n s u b j e c t e d t o t w o a n d p o s s i b l y t h r e e p h a s e s o f d e f o r m a t i o n , t h e d e f o r m a t i o n a l e v e n t s m u s t h a v e o c c u r r e d l a t e r t h a n d e p o s i t i o n o f t h e y o u n g e s t u n i t o f t h e D e v i l s C l a w ( p o s t - A l b i a n ) a n d p r e s u m a b l y d u r i n g d e p o s i t i o n o f t h e o v e r l y i n g S u s t u t G r o u p ( E i s b a c h e r , 1 9 8 1 ; C e n o m a n i a n t o M a e s t r i c t i a n , a c c o r d i n g t o M a c K e n z i e , 1 9 8 5 ) . F u r t h e r a n a l y s i s o f t h e t i m i n g o f d e f o r m a t i o n a l e v e n t s a n d t h e i r s i g n i f i c a n c e i n t e r m s o f t h e r e g i o n a l t e c t o n i c h i s t o r y a n d s e t t i n g a p p e a r s i n C h a p t e r 6 . 3 . 5 . 2 STRAIN DISTRIBUTION A n u n d e r s t a n d i n g o f h o w f i n i t e s t r a i n i s d i s t r i b u t e d t h r o u g h o u t t h e s t u d y a r e a a t t h e l a r g e s c a l e i s b e s t d o c u m e n t e d f r o m a n a n a l y s i s o f t h e 1 : 5 , 0 0 0 0 s t r u c t u r a l c r o s s s e c t i o n s ( F i g u r e 9 ) w h i c h a r e o r i e n t e d s u c h t h a t Ft s t r a i n s m a y b e a n a l y z e d . C a l c u l a t i o n o f t o t a l s h o r t e n i n g ( D a h l s t r o m , 1 9 6 9 ) r e s u l t s i n a n a v e r a g e o f a p p r o x i m a t e l y 3 5 % s h o r t e n i n g , m o s t o f w h i c h i s a c o n s e q u e n c e o f f o l d i n g i n t h e r o c k s e x p o s e d a t s u r f a c e . A d d i t i o n a l s h o r t e n i n g a t t r i b u t e d t o s t r e s s d r i v e n d i s s o l u t i o n i s n o t e d , a l t h o u g h t h e c o n t r i b u t i o n t o t h e o v e r a l l b u l k s t r a i n c a n n o t b e e s t i m a t e d i n t h i s i n s t a n c e . A s d e s c r i b e d e a r l i e r , i t i s a p p a r e n t t h a t t h i s s t r a i n i s n o t e v e n l y d i s t r i b u t e d a c r o s s t h e a r e a . T h e s t r a t a w i t h i n t h e D e v i l s C l a w a n d u p p e r m o s t M c E v o y a r e g e n e r a l l y f o l d e d 77 i n t o b r o a d o p e n f l e x u r e s w i t h f a i r l y h i g h w a v e l e n g t h s a n d r e l a t i v e l y l o w a m p l i t u d e t o w a v e l e n g t h r a t i o s , w h e r e a s u n i t s w i t h i n t h e l o w e r M c E v o y , C u r r i e r a n d J a c k s o n u n i t s a r e f o l d e d i n t o m e g a s c o p i c k i n k s t y l e f o l d s w i t h r e l a t i v e l y h i g h a m p l i t u d e s t o w a v e l e n g t h r a t i o s . T h i s c h a n g e i n s t r u c t u r a l s t y l e i s m a n i f e s t a s a z o n e o f d e t a c h m e n t w h i c h w a s o b s e r v e d i n t h e f i e l d i n o n e l o c a l i t y i m m e d i a t e l y s o u t h o f M o u n t G u n a n o o t ( F i g u r e 1 2 ) . I t i s c o n s i d e r e d t h a t t h e c o n t r a s t i n f o l d s t y l e i s d u e p r i m a r i l y t o t h e c o n t r a s t i n g r h e o l o g i e s w i t h i n t h e u p p e r B o w s e r L a k e G r o u p s t r a t i g r a p h i c p a c k a g e . T h e o r i e s c o n c e r n i n g f o l d i n g o f l a y e r s o f d i f f e r i n g v i s c o s i t y ( e . g . , B i o t , 1 9 6 1 ; D i e t r i c h , 1 9 6 9 ) s u g g e s t t h a t f o r a g i v e n p a c k a g e o f r o c k s , t h e m o r e v i s c o u s u n i t w i l l c o n t r o l t h e w a v e l e n g t h o f f o l d s d e v e l o p e d . F o r t w o m o d e l s w h e r e v i s c o s i t y c o n t r a s t s a r e e q u a l b u t t h e t h i c k n e s s o f t h e m o r e v i s c o u s u n i t i s v a r i e d , i t i s p r e d i c t e d t h a t t h e t h i c k e r v i s c o u s u n i t w o u l d h a v e i n i t i a l f o l d s o f l a r g e r w a v e l e n g t h . A s s u c h , i n t h e l o w e r s t r a t i g r a p h i c u n i t s i n t h e t h e s i s a r e a , w h e r e c o m p e t e n t s a n d s t o n e a n d c o n g l o m e r a t e b e d s a r e r e l a t i v e l y t h i n a n d w e l l s p a c e d i n a p a c k a g e o f m o r e d u c t i l e s h a l e s , t h e w a v e l e n g t h o f f o l d s s h o u l d b e s i g n i f i c a n t l y s m a l l e r t h a n i n t h e o v e r l y i n g D e v i l s C l a w , u p p e r m o s t M c E v o y u n i t s w h e r e t h e c o m p e t e n t c o a r s e g r a i n e d u n i t s a r e s u b s t a n t i a l l y t h i c k e r ; t h u s r e s u l t i n g i n f o l d d i s h a r m o n y a n d d e t a c h m e n t T h e f a c t t h a t a m p l i t u d e t o w a v e l e n g t h r a t i o s a r e h i g h e r i n t h e l o w e r u n i t s r e q u i r e s t h a t s t r a i n a c c o m o d a t e d b y f o l d f l a t t e n i n g w i t h i n t h e w e l l l a m i n a t e d J a c k s o n , C u r r i e r a n d l o w e r M c E v o y u n i t s i s b a l a n c e d b y s o m e o t h e r s h o r t e n i n g m e c h a n i s m i n t h e t h i c k b e d d e d u p p e r m o s t M c E v o y a n d D e v i l s C l a w u n i t s . A b u n d a n t l i s t r i c t h r u s t s o f s m a l l d i s p l a c e m e n t a n d d u p l e x t h r u s t z o n e s w i t h i n t h e D e v i l s C l a w u n i t ( F i g u r e 1 6 ) s e r v e t o a c c o m o d a t e a t l e a s t a p o r t i o n o f t h e s t r a i n . O n a l a r g e s c a l e t h e uppeT c o n g l o m e r a t i c p a c k a g e o f D e v i l s C l a w a n d u p p e r M c E v o y u n i t s o u t l i n e a n o v e r a l l s u p r a s t r u c t u r e d e s c r i b e d c o m p o s e d o f a n a n t i c l i n o r i u m - s y n c l i n o r i u m p a i r . T h e m o r e d u c t i l e u n i t s b e l o w a r e t e l e s c o p e d i n t o p a r a s i t i c f o l d s w h i c h v e r g e t o w a r d s t h e c o r e o f t h e a n t i c l i n o r i u m ( h e r e t e r m e d t h e 7 8 N a s s L a k e a n t i c l i n o r i u m ) a n d a w a y f r o m t h e c o r e o f t h e M L B i e r n e s s y n c l i n o r i u m ( F i g u r e 4 9 ) . T h e p o s s i b i l i t y t h a t a n o t h e r a n t i c l i n o r i a l s u p r a s t r u c t u r a l c o r e i s p r e s e n t i m m e d i a t e l y e a s t o f t h e s t u d y a r e a i s s u p p o r t e d b y t h e p r e s e n c e o f f o l d s w i t h s t e e p w e s t e r l y l i m b s a n d s h a l l o w e r e a s t e r l y l i m b s a p p r o x i m a t e l y 1 0 k m d u e n o r t h o f t h e h e a d w a t e r s o f C o n g l o m e r a t e C r e e k ( R . T h o m s o n , v e r b a l c o m m . , 1 9 8 5 ) . S u c h a s u p r a s t r u c t u r e / i n f r a r s t r u c t u r e r e l a t i o n s h i p a l s o a p p e a r s t o b e a s s o c i a t e d w i t h t h e s e c o n d p h a s e o f d e f o r m a t i o n . T h e l o w e r p a r t o f t h e s t r a t i g r a p h i c p a c k a g e e x p o s e d i n t h e n o r t h e r n m o s t s e c t o r o f t h e s t u d y a r e a i s c h a r a c t e r i z e d b y l a r g e s c a l e b o x f o l d s , s m a l l s c a l e p a r a s i t i c f o l d s a n d f l a t l y i n g t h r u s t s o f F 2 o r i e n t a t i o n w h e r e a s t h e u p p e r m o s t p a c k a g e i s d i s t i n g u i s h e d b y a s o u t h e r l y p l u n g i n g m o n o c l i n e w h i c h i s . i n t e r r u p t e d , b y h i g h a n g l e f a u l t s w i t h l e f t l a t e r a l , r i g h t l a t e r a l a n d d i p s l i p c o m p o n e n t s o f m o t i o n . I t i s s u g g e s t e d h e r e t h a t t h e f l a t l y i n g t h r u s t s w h i c h d i s p l a c e t h e m o r e d u c t i l e u n i t s b e h a v e a s b l i n d t h r u s t s ( T h o m p s o n , 1 9 7 9 , 1 9 8 1 ) a n d r e s u l t i n a l a r g e f o l d a b o v e t h e i r a p e x o f s t a c k i n g i n a m a n n e r s i m i l a r t o w h a t i s c o m m o n l y r e c o g n i z e d i n t h e s u b s u r f a c e a t t h e f r o n t a l e d g e o f t h e C o r d i l l e r a n F o l d a n d T h r u s t B e l t ( J o n e s , 1 9 8 2 , 1 9 8 5 ) . I n t h e p r o g r a d i n g f o r e l a n d m o d e l , t h r u s t s h e e t s o f t h e J a c k s o n a n d C u r r i e r u n i t s c o u l d b e g r a d u a l l y s t a c k e d t o w a r d s t h e l e a d i n g e d g e ; d i s p l a c e m e n t s a l l m e r g i n g i n a r o o f t h r u s t w h i c h w o u l d h e r e b e r e p r e s e n t e d b y t h e z o n e o f d e t a c h m e n t S h o r t e n i n g a n d / o r e x t e n s i o n d u e t o t h i s l a r g e s c a l e w a r p i n g i s a c c o m o d a t e d b y h i g h a n g l e f a u l t s w h i c h a r e p r e s u m a b l y l i s t r i c t o w a r d s t h e d e t a c h m e n t z o n e a t d e p t h . T h e o b s e r v a t i o n t h a t s e c o n d p h a s e f o l d i n g a p p a r e n t l y d e c r e a s e s i n i n t e n s i t y i n a s o u t h e r l y d i r e c t i o n w i t h i n t h e s t u d y a r e a ( M o f f a t a n d B u s t i n , 1 9 8 4 ) a n d i s a b s e n t i n t h e s o u t h e r n p a r t o f t h e c o a l f i e l d ( B u s t i n a n d M o f f a t , 1 9 8 3 ) i s f u r t h e r c o n s i s t e n t w i t h t h e f o r e l a n d m o d e l . T h e i m p o r t a n c e t h a t c o m p e t e n c y c o n t r a s t p l a y s i n t h e d e f o r m a t i o n a l s t y l e i n t h e s t u d y a r e a i s e v i d e n t a t a l l s c a l e s . I n a d d i t i o n t o t h e l a r g e s c a l e d i s h a r m o n y d i s c u s s e d , d i s h a r m o n i c f o l d i n g i s e v i d e n t a t t h e o u t c r o p s c a l e . T h e e x i s t e n c e o f t h i n c o m p e t e n t s a n d s t o n e l a y e r s i n a m u c h t h i c k e r s u r r o u n d i n g m a s s o f l e s s c o m p e t e n t s h a l e s a n d FIGURE 49: Fj superstructure throughout the study area based on the vergence of inferstructural folds. 8 0 c o a l s r e q u i r e s t h a t b e c h a r a c t e r i z e d b y f o l d d i s h a r m o n y ( R a m s a y , 1 9 7 4 ) . I n t h e s t u d y a r e a t h e s e t h i c k s h a l e u n i t s h a v e o n e o r a n u m b e r o f b e d d i n g - p a r a l l e l s h e a r s u r f a c e s w h i c h a c c o m o d a t e d i s h a r m o n y a n d p o s s i b l y t r a n s f e r d i s p l a c e m e n t t o h i g h e r l e v e l s b y t h r u s t i n g . I n t r a s t r a t a l p e e l s a s s o c i a t e d w i t h z o n e s o f d i s h a r m o n y a r e a c o n s e q u e n c e o f t h i s t y p e o f d i s p l a c e m e n t t r a n s f e r . T h e e f f e c t t h a t t h e r e l a t i v e p e r c e n t a g e o f c o m p e t e n t t o i n c o m p e t e n t m a t e r i a l h a s o n f o l d s t y l e i s a l s o a p p a r e n t T h e u p p e r u n i t s , w h e r e t h e r a t i o o f c o m p e t e n t t o i n c o m p e t e n t l a y e r s i s l a r g e , d e f o r m i n t o b r o a d c o n c e n t r i c t y p e f o l d s a s c o m p a r e d t o l o w e r u n i t s w h e r e i n c o m p e t e n t l a y e r s a r e m o r e a b u n d a n t a n d f o l d s g e n e r a l l y a t t a i n a f l a t t e n e d k i n k g e o m e t r y . T h e r e a r e h o w e v e r c e r t a i n z o n e s w i t h i n t h e l o w e r u n i t s w h e r e t h i c k , c l o s e l y s p a c e d s a n d s t o n e s a r e c o m m o n . F o r e x a m p l e , n e a r t h e h e a d w a t e r s o f G r i z z l y C r e e k , t h e u p p e r p a r t o f t h e J a c k s o n u n i t i s c h a r a c t e r i z e d b y a p p r o x i m a t e l y 1 0 0 m o f s e c t i o n d o m i n a t e d b y f i n e t o m e d i u m g r a i n e d l i t h a r e n i t e s a n d l i t h i c w a c k e s w i t h t h i n l a m i n a e o f s h a l e a n d c o a l . T h e s e u n i t s h a v e b e e n f o l d e d i n t o a b r o a d c o n c e n t r i c a n t i c l i n e w h i c h i s d i s t i n c t l y d i f f e r e n t f r o m t h e s u r r o u n d i n g m e g a k i n k s t y l e f o l d s . T h i s d i f f e r e n c e i n f o l d s t y l e i s p r e s u m a b l y r e l a t e d t o t h e t h i c k n e s s a n d l i t h o l o g y o f t h e l a y e r s . T h e r e l a t i o n s h i p s n o t e d i n s u r f a c e e x p o s u r e s ( F i g u r e 6 , b a c k p o c k e t ) s h o u l d a l l o w f o r e x t r a p o l a t i o n o f c h a r a c t e r i s t i c g e o m e t r i e s t o s o m e d e p t h i n t h e s u b s u r f a c e . B a l a n c i n g o f t h e l a r g e s c a l e ( 1 : 1 0 0 , 0 0 0 ) c r o s s s e c t i o n s b y t h e v o l u m e m e t h o d ( D a h l s t r o m , 1 9 6 9 ) a l l o w s f o r t h e c a l c u l a t i o n o f d e p t h t o d e c o l l e m e n t f o r t h e s u r f a c e f o l d s . B a s e d o n t h e e s t i m a t e d t h i c k n e s s f r o m t h e l o w e s t s t r a t i g r a p h i c h o r i z o n e x a m i n e d i n t h i s s t u d y t o t h a t e x a m i n e d b y S m i t h e t a l . ( 1 9 8 4 ) n e a r t h e e a s t e r n e d g e o f t h e B o w s e r B a s i n s u g g e s t s t h a t t h i s d e t a c h m e n t w o u l d l i e a p p r o x i m a t e l y n e a r t h e t o p o f t h e T o o d o g o n e v o l c a n i c s . R e c o n n a i s s a n c e i n t h e a r e a b e t w e e n t h e e a s t e r n m a r g i n o f t h e s t u d y a r e a a n d C o l d F i s h L a k e ( 1 2 9 ° 4 5 ' , 5 7 ° 3 7 ' ) i n d i c a t e s t h a t t h e t h i c k s h a l y p a c k a g e i m m e d i a t e l y a b o v e t h e T o o d o g o n e v o l c a n i c s ( S p a t s i z i s e d i m e n t s o f S m i t h e t a l . , 1 9 8 4 ) a r e f o l d e d i n t o r e l a t i v e l y l o w a m p l i t u d e a n d l o w w a v e l e n g t h d i s h a r m o n i c k i n k 8 1 f o l d s ( F i g u r e 5 0 ) w h e r e a s t h e T o o d o g o n e v o l c a n i c s e c t i o n e x p o s e d a t M L W i l l ( 1 2 9 ° 4 5 ' , 5 7 ° 3 0 ' ) i s b r o a d l y w a r p e d . A s i m i l a r r e l a t i o n s h i p i s n o t e d i n t h e c o r e o f a n a n t i c l i n e d i r e c t l y s o u t h w e s t o f M L W i l l w h e r e t h e T o o d o g o n e v o l c a n i c s a r e f o l d e d i n t o a b r o a d a s y m m e t r i c k i n k f o l d s u r r o u n d e d b y m o r e i n t e n s e l y d e f o r m e d S p a t s i z i s e d i m e n t s ( T h o m s o n , i n p r e p . ) . S u c h r e l a t i o n s h i p s i n d i c a t e t h a t t h e l o w e r J a c k s o n u n i t a n d t h e S p a t s i z i s e d i m e n t s a c t a s a t h i c k z o n e o f d e t a c h m e n t a b o v e w h i c h t h e u p p e r B o w s e r L a k e s t r a t i g r a p h i c p a c k a g e h a s c r u m p l e d . S i m p l e p h y s i c a l m a s s b a l a n c e l a w s i n d i c a t e t h a t t h e u n i t s b e l o w t h e i n t e n s e l y k i n k - f o l d e d s h a l y p a c k a g e m u s t a l s o h a v e u n d e r g o n e a p p r o x i m a t e l y 3 5 % s h o r t e n i n g , w h i c h m a y h a v e b e e n a c c o m p l i s h e d b y l a r g e s c a l e t h r u s t f a u l t i n g . S u c h a c o n c l u s i o n i s s u p p o r t e d b y t h e o c c u r r e n c e n e a r t h e e d g e o f t h e b a s i n o f S p a t s i z i s e d i m e n t s a p p a r e n t l y i n t h r u s t c o n t a c t w i t h u n d e r l y i n g u n i t s o f t h e s t r a t i g r a p h i c a l l y h i g h e r T a n g o C r e e k F o r m a t i o n ( G a b r i e l s e a n d T i p p e r , 1 9 8 4 ) . A s t r a t i g r a p h i c t h r o w o f t h i s m a g n i t u d e ( g r e a t e r t h a n 3 , 0 0 0 m ) i m p l i e s a l a r g e d e t a c h m e n t t h r u s t a t d e p t h w h i c h i s n o t e v i d e n t a t t h e s u r f a c e . A t p r e s e n t t h e o n l y a v a i l a b l e s u b s u r f a c e i n f o r m a t i o n f o r t h i s p o r t i o n o f t h e b a s i n i s r e s t r i c t e d t o a e r o m a g n e t i c s u r v e y d a t a , c o l l e c t e d f r o m r e c o n n a i s s a n c e s t u d i e s i n t h e a r e a b e t w e e n 1 9 7 5 a n d 1 9 7 8 . A e r o m a g n e t i c m a p s w h i c h i n c l u d e t h e s t u d y a r e a ( G S C m a p 7 7 8 7 G ) s h o w a l a r g e a n o m a l y i n t h e v a l l e y o f t h e N a s s R i v e r i m m e d i a t e l y s o u t h o f N a s s L a k e ( F i g u r e 5 1 ) . T h e s i m i l a r i t y b e t w e e n t h i s a n a m o l y a n d t h o s e p r e s e n t n e a r t h e e a s t e r n e d g e o f t h e B o w s e r B a s i n w h e r e T o o d o g o n e v o l c a n i c s a r e e x p o s e d i n t h e c o r e o f a d o u b l y p l u n g i n g a n t i c l i n e a n d i n t h e i m m e d i a t e h a n g i n g w a l l o f a t h r u s t f a u l t c o u p l e d w i t h t h e p r e s c e n c e o f J a c k s o n u n i t s t r a t a i m m e d i a t e l y t o t h e n o r t h ( f i g u r e 6 & 8 , b a c k p o c k e t ) s u g g e s t s t h e p r e s e n c e o f a n e a r s u r f a c e e x p o s u r e o f T o o d o g o n e v o l c a n i c s . I t i s t h u s s u g g e s t e d t h a t T o o d o g o n e u n i t s h a v e b e e n c a r r i e d i n t h e h a n g i n g w a l l o f t h e t h r u s t w h i c h l i e s i n t h e N a s s R i v e r v a l l e y a n d o f f s e t s t h e N a s s a n t i c l i n o r i u m ( F i g u r e 4 9 ) . F I G U R E 5 0 : V i e w l o o k i n g s o u t h e a s t a t t i g h t d i s h a r m o n i c k i n k f o l d s d e v e l o p e d S p a t s i z i s e d i m e n t s e a s t o f t h e s t u d y a r e a . HGURE 51: Magnetic map (7787G). Magnetic contours are in gammas (nanoteslas). The anamoly in the valley of the Nass River (southern part of map) is distictly similar to anamolies which occur near the northeastern margin of the basin where Toodogone volcanics are exposed in the core of anticlines and in the immediate hanging wall of a thrust It is suggested that the Nass anamoly may represent a near surface exposure of Toodogone volcanics which have been carried in the hanging wall of the Nass thrust fault 83 x 8 4 T h e s t r u c t u r a l m o d e l d e s c r i b e d h e r e i s d i s t i n c t l y s i m i l a r t o t h a t i n v o k e d b y T h o m p s o n ( 1 9 7 9 ; 1 9 8 1 ) a n d F i t z g e r a l d ( 1 9 6 8 ) i n t h e R o c k y M o u n t a i n s o f n o r t h e a s t e r n B r i t i s h C o l u m b i a . T h o m p s o n ( 1 9 7 9 , 1 9 8 1 ) d e s c r i b e s t h e s i t u a t i o n w h e r e t h i n c a r b o n a t e a n d c l a s t i c s e q u e n c e s a r e f o l d e d i n t o b o x l i k e m e g a k i n k s a b o v e t h e t h i c k D e v o n i a n B e s a R i v e r s h a l e s w h i c h b e h a v e d a s a z o n e o f d e ' c o l l e m e n t S h o r t e n i n g i n t h e u n d e r l y i n g s e c t i o n i s a c c o m m o d a t e d b y t h e e m p l a c e m e n t o f s t a c k e d t h r u s t s o f t h i c k c o m p e t e n t c a r b o n a t e s o f S i l u r i a n , O r d o v i c i a n a n d C a m b r i a n a g e . S u c h t h r u s t s n e v e r r e a c h t h e s u r f a c e a n d a r e h e n c e t e r m e d " b l i n d " . T h e t h e m e o f " b l i n d t h r u s t s " o r q u a s i - b l i n d t h r u s t s ( t h o s e w h e r e t h e t h r u s t f a u l t d o e s r e a c h t h e s u r f a c e b u t i t s a p p a r e n t d i s p l a c e m e n t i s m u c h l e s s t h a n i t s a c t u a l d i s p l a c e m e n t a t d e p t h , t h e e x t r a , s h o r t e n i n g t a k e n u p b y f o l d i n g i n t h e u p p e r p l a t e ) h a s t h u s b e e n i n c o r p o r a t e d i n t o t h e c r o s s - s e c t i o n s d i s p l a y e d i n F i g u r e 9 . T h e l a r g e - s c a l e l a t e r a l l y c o n t i n u o u s m o n o c l i n e w h i c h i s p r e s e n t i n t h e B r o t h e r s P e a k F o r m a t i o n o f t h e S u s t u t G r o u p ( E i s b a c h e r , 1 9 7 4 a ) m a y r e p r e s e n t t h e s u r f a c e e x p r e s s i o n o f t h e t o e o f a b l i n d t h r u s t a t d e p t h , s i m i l a r t o t h a t r e c o g n i z e d i n t h e " t r i a n g l e z o n e " n e a r t h e l e a d i n g e d g e o f t h e F o l d a n d T h r u s t B e l t ( J o n e s 1 9 8 2 ; 1 9 8 5 ) . I n s u m m a r y i t s e e m s p r o b a b l e t h a t t h e s t r u c t u r a l c o m p l e x i t i e s n o t e d i n t h e s t u d y a r e a a r e n o t s i m p l y a p r o d u c t o f a v e r y c o m p l i c a t e d d e f o r m a t i o n h i s t o r y ( E s s o , u n p u b l i s h e d o p e n f i l e r e p o r t ) b u t a r e p r e d o m i n a n t l y a r e s u l t o f t h e v a r i a b l e s t r a i n r e s p o n s e o f a n a n i s o t r o p i c a l l y l a y e r e d s t r a t i g r a p h i c p a c k a g e t o a n i m p o s e d s t r e s s . 3 . 5 . 3 M E C H A N I S M S O F D E F O R M A T I O N F o l d i n g T h e m a t e r i a l p r o p e r t i e s o f F j f o l d s a s d e s c r i b e d f o r t h e s t u d y a r e a a r e c o n s i s t e n t w i t h a f l e x u r a l s l i p o r i g i n . T h i s i s i n p a r t v e r i f i e d b y t h e p r e s e n c e o f s l i c k e n s i d e s i n b e d d i n g p l a n e s , o r i e n t e d i n a p l a n e p e r p e n d i c u l a r t o F j f o l d a x e s a n d w h o s e a x i s o f r o t a t i o n i s p a r a l l e l t o t h e b d i r e c t i o n ( P r i c e , 1 9 6 7 ) a n d t h e c o m m o n 85 o c c u r r e n c e o f h i n g e c o l l a p s e a n d s a d d l e r e e f s ( R a m s a y , 1 9 7 4 ) . T h e f o r m a t i o n o f s a d d l e r e e f v e i n f e a t u r e s i s f u r t h e r p r e d i c t e d f r o m t h e o r i e s r e g a r d i n g s t r e s s i n d u c e d d i f f u s s i o n ( S t e p h a n s s o n , 1 9 7 4 ) w h i c h p r e d i c t t h e m i g r a t i o n o f m o b i l e c o m p o n e n t s f r o m l i m b s t o h i n g e s i n l e s s v i s c o u s l a y e r s a n d f r o m t h e i n n e r a r c t o t h e o u t e r a r c i n v i s c o u s l a y e r s w i t h i n b u c k l e f o l d s . A s i m i l a r d i s t r i b u t i o n o f s a d d l e r e e f v e i n F i l l i n g s i s a p p a r e n t i n s e v e r a l o f t h e k i n k f o l d s n o t e d i n h e s t u d y a r e a . L e s s i n f o r m a t i o n i s a v a i l a b l e a s t o t h e m e c h a n i c a l o r i g i n o f F 2 f o l d s w h e r e t h e a c c u m u l a t e d s t r a i n d u e t o f o l d i n g i s s i g n i f i c a n t l y l e s s t h a n t h a t o b s e r v e d i n F j f o l d s . T h e b o x - l i k e n a t u r e o f F 2 f o l d s i m p l i e s t h a t t h e y m a y b e c l a s s i f i e d a s a t y p e o f m e g a - k i n k ( F a i l l , 1 9 6 9 ; T h o m p s o n , 1 9 7 9 ) i n t h a t l i m b s a r e l o n g - a n d s t r a i g h t w i t h s h a r p h i n g e z o n e s . A k i n k g e o m e t r y i m p l i e s t h a t , l i k e F , f o l d s , F 2 a r e p r o d u c t s o f a b u c k l e , f l e x u r a l - s l i p m e c h a n i s m . T h e c o n c e n t r a t i o n o f d i s s o l u t i o n c l e a v a g e a t F 2 f o l d h i n g e s i s f u r t h e r i n k e e p i n g w i t h t h e d i s t r i b u t i o n o f s t r a i n i n n a t u r a l , s i n g l e l a y e r , f l e x u r a l - s l i p b u c k l e f o l d s ( C h a p p i e a n d S p a n g , 1 9 7 4 ) . I n s u c h f o l d s i n t r a g r a n u l a r s t r a i n s g e n e r a l l y a r e p a r a l l e l t o b e d d i n g , p e r p e n d i c u l a r t o t h e f o l d a x e s a n d i n c r e a s e i n m a g n i t u d e t o w a r d s t h e h i n g e r e g i o n . S u c h c o n c e n t r a t i o n o f c l e a v a g e i s f u r t h e r s u p p o r t e d b y t h e o r e t i c a l m o d e l s o f s t r e s s t r a j e c t o r i e s i n m u l t i - l a y e r e d b u c k l e f o l d s p a s t l o c k - u p , w h e r e t h e m a x i m u m c o m p r e s s i v e s t r e s s i s g e n e r a l l y n o r m a l t o t h e p l a n e o f f o l d f l a t t e n i n g t h r o u g h o u t t h e l a y e r s ( D i e t r i c h , 1 9 6 9 ) . I n a d d i t i o n , t h e s h a l l o w d i p o f F 2 f a u l t p l a n e s s u g g e s t s t h a t t h e m a x i m u m s t r e s s w a s a t a l o w a n g l e t o t h e F 2 a - b p l a n e a n d h e n c e i n t h e p r o p e r o r i e n t a t i o n t o c r e a t e b u c k l e f o l d s . T h e r o t a t e d n a t u r e o f m a c r o l i t h o n s b o u n d e d b y F j f r a c t u r e s t o w a r d s t h e F 2 f o l d h i n g e ( F i g u r e 3 4 & 3 5 ) f u r t h e r s u g g e s t s l a y e r p a r a l l e l s h e a r a n d h e n c e f l e x u r a l s l i p o r i g i n s . I n c o n t r a s t , t h e p r e v a l e n c e o f h i g h a n g l e f a u l t s a n d z o n e s o f c l o s e l y s p a c e d f r a c t u r e s i n t h e u p p e r s t r a t i g r a p h i c u n i t s s u g g e s t t h a t l a y e r p e r p e n d i c u l a r s h e a r i s i m p o r t a n t t o s o m e e x t e n t , a l t h o u g h t h e w i d e s p a c i n g o f s u c h z o n e s a r g u e s a g a i n s t t h e p o s s i b i l i t y o f a s i m i l a r f o l d ( s i m p l e s h e a r ) o r i g i n . 8 6 A l t h o u g h v e r y l i t t l e i s k n o w n a b o u t t h e s t r e s s e s n e c e s s a r y t o c a u s e b u c k l i n g i n n a t u r a l l y o c c u r i n g f o l d s , F y f e e t a l . ( 1 9 7 8 ) s u g g e s t t h a t t h e b u c k l i n g r e s i s t a n c e i n f l e x u r a l - s l i p k i n k f o l d s w i t h t h i c k n e s s t o w a v e l e n g t h r a t i o s o f 1 / 1 0 0 i s l e s s t h a n 1 0 0 M P a a n d w h e r e t h e w a v e l e n g t h r a t i o i s 1 / 1 , 0 0 0 i t i s l e s s t h a n 1 . 0 M P a . I n t h e s t u d y a r e a , i n a l l d o m a i n s t h e t h i c k n e s s t o w a v e l e n g t h r a t i o w a s g r e a t e r t h a n 1 / 1 0 0 b u t m u c h l e s s t h a n 1 / 1 , 0 0 0 w h i c h s u g g e s t s t h a t , b a s e d o n t h e a b o v e r e a s o n i n g , t h e d i f f e r e n t i a l s t r e s s r e q u i r e d w a s g r e a t e r t h a n 1 . 0 M P a b u t l e s s t h a n 1 0 0 M P a . I t w a s f u r t h e r s u g g e s t e d b y F y f e e t a l . ( 1 9 7 8 ) t h a t t h e d i f f e r e n t i a l s t r e s s n e c e s s a r y t o c r e a t e b u c k l i n g i s m u c h l e s s t h a n t h e c o m p r e s s i v e s t r e n g t h o f t h e r o c k a n d m a y b e l e s s t h a n f o u r t i m e s t h e t e n s i l e s t r e n g t h . W i t h h i g h f l u i d p r e s s u r e s i t i s a n t i c i p a t e d t h a t t h e f r i c t i o n a l r e s i s t a n c e t o s l i d i n g w o u l d d e c r e a s e a n d h e n c e f a c i l i t a t e f o l d i n g . C l e a v a g e T h e o r i g i n o f c l e a v a g e i n r o c k s a t l o w g r a d e s o f m e t a m o r p h i s m h a s i n t e r e s t e d g e o l o g i s t s s i n c e t h e 1 9 t h c e n t u r y ( S o r b y , 1 8 5 3 ) . N u m e r o u s m o d e l s h a v e b e e n d e v e l o p e d b a s e d o n f i e l d a n d t h i n s e c t i o n o b s e r v a t i o n s , e x p e r i m e n t a l w o r k a n d t h e o r e t i c a l m o d e l l i n g . E x c e l l e n t s u m m a r i e s o f t h e v a r i o u s t h e o r i e s r e g a r d i n g t h e e v o l u t i o n o f p r e s s u r e s o l u t i o n a s w e l l a s o t h e r f o r m s o f c l e a v a g e a r e a v a i l a b l e e l s e w h e r e i n t h e l i t e r a t u r e ( e . g . , W i l l i a m s , 1 9 7 2 ; S i d d a n s , 1 9 7 2 ; W o o d , 1 9 7 4 ; G r o s h o n g , 1 9 7 6 ; W i l l i a m s , 1 9 7 7 ; M c C l a y , 1 9 7 7 ; R u t t e r , 1 9 8 3 ) . C l e a v a g e d i s t r i b u t i o n i n r o c k s o f t h e B o w s e r L a k e G r o u p w i l l b e d i s c u s s e d i n l i g h t o f t h i s e x t e n s i v e l i t e r a t u r e . C l e a v a g e i s o f t e n c h a r a c t e r i z e d b y t h e p r e s e n c e o f c l a y m i n e r a l s w h i c h a r e c o n c e n t r a t e d a n d a l i g n e d w i t h i n p l a n e s a n d h e n c e h i g h l i g h t a f o l i a t i o n . T h e m e c h a n i s m s b y w h i c h l a y e r s i l i c a t e s b e c o m e a l i g n e d a r e : 1 . r i g i d b o d y r o t a t i o n o f l a y e r s i l i c a t e s i n t o a l i g n m e n t w i t h a p l a n e o f f l a t t e n i n g a n d / o r 2 . g r o w t h o f " m e t a m o r p h i c " l a y e r s i l i c a t e s w i t h i n t h e p l a n e o f f l a t t e n i n g o f a 8 7 f i n i t e s t r a i n e l l i p s o i d . T h e p r o c e s s o f m e c h a n i c a l r o t a t i o n m a y p r o g r e s s e i t h e r p r i o r t o l i t h i f i c a t i o n i n w a t e r - r i c h s e d i m e n t s ( e . g . , M a x w e l l , 1 9 6 2 ; R o y , 1 9 7 8 ) o r p o s t - l i t h i f i c a t i o n ( C l a r k , 1 9 7 0 ; S i d d a n s , 1 9 7 7 ; W h i t e a n d J o h n s t o n , 1 9 8 1 ) i n a d i r e c t i o n c o n t r o l l e d b y t h e o r i e n t a t i o n o f t h e p r i n c i p a l c o m p r e s s i v e s t r e s s e s . T h e a c t i v e d e s t r u c t i o n o f s u r r o u n d i n g g r a i n s b y a d i s s o l u t i o n p r o c e s s ( e . g . , D u r n e y , 1 9 7 2 ; S p a n g e t a l „ 1 9 7 6 ; G r a y , 1 9 7 8 ) s h o u l d t h e o r e t i c a l l y a i d m e c h a n i c a l r o t a t i o n i n c o n c e n t r a t i n g t h e l e s s - s o l u b l e p h y l l o s i l i c a t e s i n t o d o m a i n s b y a " h o u s e o f c a r d s " c o l l a p s e m e c h a n i s m . A l i g n m e n t o f p h y l l o s i l i c a t e s b y v i r t u e o f n u c l e a t i o n a n d g r o w t h i n a d i a g e n e t i c / m e t a m o r p h i c e n v i r o n m e n t h a s b e e n a r g u e d f o r b a s e d o n e m p i r i c a l o b s e r v a t i o n s ( e . g . , H o n e y w e l l a n d T u l l i s , 1 9 7 5 ; B e a c h , 1 9 8 2 ; W o o d l a n d s , 1 9 8 2 ) a s w e l l a s e x p e r i m e n t a l r e s u l t s ( e . g . , T u l l i s , 1 9 7 6 ; d e B o e r a n d N a g t e g a a l , 1 9 8 2 ) . C o m p e l l i n g e v i d e n c e f o r a c t i v e g r a i n g r o w t h a s a n a l i g n m e n t m e c h a n i s m i s t h e p r e s e n c e o f " p r e s s u r e s h a d o w s " ( E l l i o t t , 1 9 7 3 ) w h i c h h a v e f i b r o u s m i n e r a l s g r o w i n g a w a y f r o m g r a i n s u r f a c e s a t p o i n t s o f l o w c o n t a c t s t r a i n w i t h i n t h e p l a n e o f f l a t t e n i n g o f t h e f i n i t e s t r a i n e l l i p s o i d . A c l o s e r a p p r o x i m a t i o n o f t h e a c t u a l p r o c e s s m i g h t i n f a c t b e s o m e c o m b i n a t i o n o f t h e t w o m e c h a n i s m s ; w i t h t h e o r i e n t a t i o n p r o c e s s b e i n g i n i t i a l l y t h a t o f r o t a t i o n i n t o t h e c l a y - m i n e r a l d o m a i n s f o l l o w e d b y a c t i v e g r o w t h o f c l a y - m i n e r a l s i n t h e a m b i e n t s t r a i n f i e l d ( W i l l i a m s , 1 9 7 7 ; W h i t e a n d K n i p e , 1 9 7 8 ) . V a r i o u s f a c t o r s t h a t m i g h t e i t h e r c a t a l y z e o r i n h i b i t t h e p r e s s u r e s o l u t i o n p r o c e s s h a v e b e e n e m p h a s i z e d b y a v a r i e t y o f a u t h o r s s i n c e t h e f i r s t o b s e r v a t i o n o f c l e a v a g e b y S o r b y ( 1 8 5 3 ) . T e m p e r a t u r e a s a d e p e n d e n t v a r i a b l e h a s b e e n a r g u e d f o r b a s e d o n e m p i r i c a l ( e . g . , P i q u e , 1 9 8 2 ; M i t r a a n d Y o n k e e , 1 9 8 5 ) a s w e l l a s e x p e r i m e n t a l o b s e r v a t i o n s ( e . g . , d e B o e r , 1 9 7 7 ) . T h e p r e v a l e n c e o f p r e s s u r e s o l u t i o n f a b r i c s o v e r a w i d e t e m p e r a t u r e r a n g e h o w e v e r , s u g g e s t e d t h a t t e m p e r a t u r e m a y b e l e s s i m p o r t a n t t h a n o t h e r f a c t o r s i n t e r m s o f t h e o v e r a l l p r o c e s s ( R u t t e r , 1 9 7 6 ) . T h e c l o s e a s s o c i a t i o n o f i n t e n s e c l e a v a g e w i t h s t r u c t u r a l d i s c o n t i n u t i e s i n t h e f i e l d ( e . g . , S i m o n a n d G r a y , 1 9 8 2 ) 8 8 o r w i t h a r e a s o f h i g h " s t r e s s " c o n c e n t r a t i o n i n t h i n s e c t i o n ( N e l s o n , 1 9 8 3 ) e m p h a s i z e s t h e i m p o r t a n c e o f g r a i n c o n t a c t s t r e s s e s i n t h e p r e s s u r e s o l u t i o n p r o c e s s . T h e r m o d y n a m i c a l l y , t h e p r o c e s s m a y b e t h o u g h t o f a s s t r e s s d r i v e n d i f f u s i o n f l o w b y w h i c h d i f f u s i o n o c c u r s a l o n g p a t h s o f c h e m i c a l p o t e n t i a l g r a d i e n t ; a r e a s o f h i g h n o r m a l c o n t a c t s t r e s s h a v i n g h i g h c h e m i c a l p o t e n t i a l w h e r e a s r e l a t i v e l y u n s t r e s s e d s u r f a c e s h a v e l o w e r c h e m i c a l p o t e n t i a l ( K a m b , 1 9 5 9 ; E l l i o t t , 1 9 7 3 ; R o b i n , 1 9 7 8 ) . T h e t e n d e n c y f o r c l e a v a g e t o b e m o r e c o n c e n t r a t e d i n f i n e g r a i n e d l i t h o l o g i e s h a s l e a d s e v e r a l a u t h o r s t o e m p h a s i z e t h e i n f l u e n c e t h a t g r a i n s i z e h a s o n t h e p r e s s u r e s o l u t i o n p r o c e s s ( e . g . , Y o s h i d a , 1 9 6 9 ; G r a y , 1 9 7 8 ) . T h e n a t u r e o f t h e g r a i n s i z e c o n t r o l h a s b e e n f u r t h e r e l u c i d a t e d b y e x p e r i m e n t a l w o r k ( e . g . , R u t t e r , 1 9 7 6 ) . T h e f a c t t h a t d i f f u s s i o n f l o w - i s t h e r a t e c o n t r o l l i n g f a c t o r i n t h e p r e s s u r e s o l u t i o n p r o c e s s ( E l l i o t , 1 9 7 3 ) h a s l e d s e v e r a l a u t h o r s t o e m p h a s i z e t h e p r e s e n c e o f a v e r y t h i n f i l m o f w a t e r a l o n g g r a i n b o u n d a r i e s w h i c h a c t a s c h a n n e l w a y s f a c i l i t a t i n g d i f f u s i o n . E v i d e n t l y s o m e i n t e r p l a y b e t w e e n t h e v a r i o u s p r o c e s s e s i s n e c e s s a r y i n o r d e r t o e x p l a i n t h e e n t i r e r e a l m o f p r e s s u r e s o l u t i o n . T h e s u g g e s t i o n t h a t p r e s s u r e s o l u t i o n m i g h t b e a n a l o g o u s t o d i f f u s i o n f l o w i n m e t a l s l e d E l l i o t t ( 1 9 7 3 ) t o p r o p o s e t h e f o l l o w i n g f l o w l a w : e = U D e f i / x 2 r 2 k T ) 0 where K = proportionality constant; De= lattice diffusion coefficient: Q, = the volume of 1 grain boundary defect divided by the number of slow moving vacancies in the defect; x— diameter of an equant grain; r— ratio of grains, longest to shortest dimension; K—Boltzmans constant; T—temperature: divided by the number of slow moving vacancies in the defect; o = normal stress at grain contacts. B a s e d o n t h e o r e t i c a l c o n s i d e r a t i o n s R u t t e r ( 1 9 7 6 ) d e s c r i b e d s t r a i n r a t e v i a p r e s s u r e s o l u t i o n b y : e=32 aa V Co Db (w/ R T p d 3 ) 8 9 where a = applied stress; V—molar volume of the solid; Co=the concentration of a saturated solution in equilibrium with the unstressed solid; Db=the grain boundary diffusivity; w=the effective grain boundary width; R=the gas constant; T—temperature ° C ; p = density of t h e solid: d = grain diameter. F r o m t h e s e r e l a t i o n s h i p s i t m i g h t b e e x p e c t e d t h a t t h e r a t e o f p r e s s u r e s o l u t i o n w o u l d v a r y i n v e r s e l y w i t h g r a i n s i z e a n d p r o p o r t i o n a t e l y w i t h i n t e r g r a n u l a r n o r m a l s t r e s s . R u t t e r ( 1 9 8 3 , F i g u r e 1 0 ) i l l u s t r a t e d t h e d e p e n d e n c e o f s t r a i n r a t e d u e t o p r e s s u r e s o l u t i o n o n s t r e s s , t e m p e r a t u r e a n d g r a i n s i z e i n a s e r i e s o f c u r v e s w h i c h i n c o r p o r a t e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s a n d m a t h e m a t i c a l d e r i v a t i o n s . F i g u r e 5 2 i l l u s t r a t e s t h a t b a s e d o n R u t t e r ' s . a s s u m p t i o n s , - f o r , a n y g i v e n t e m p e r a t u r e , h i g h e r v a l u e s o f s t r e s s , r e s u l t i n . h i g h e r s t r a i n r a t e s f o r a g i v e n g r a i n s i z e o r a l t e r n a t i v e l y , d i s s o l u t i o n o f l a r g e r g r a i n s i z e s . A s w e l l , f o r a n y g i v e n t e m p e r a t u r e a n d s t r e s s , s m a l l e r g r a i n s i z e s w i l l h a v e fasteT s t r a i n r a t e s d u e t o p r e s s u r e s o l u t i o n . A t a f i x e d s t r e s s a n i n c r e a s e i n t e m p e r a t u r e r e s u l t s i n a n i n c r e a s e i n s t r a i n r a t e . T h e c h a n g e i n g r a i n s i z e w h i c h r e s u l t s f r o m p r e s s u r e s o l u t i o n s e r v e s a s a f a c t o r w h i c h l i m i t s t h e e x t e n t t o w h i c h t h e p r o c e s s c a n p r o c e e d , i n t h a t e f f e c t i v e g r a i n d i a m e t e r s i n c r e a s e d u e t o d i s s o l u t i o n a n d r e p r e c i p i t a t i o n a n d h e n c e t h e s t r a i n r a t e d u e t o d i f f u s i o n d e c r e a s e s ( G r e e n , 1 9 7 0 ) . T h e p r e s s u r e s o l u t i o n p h e n o m e n o n t h u s b e c o m e s a n e f f e c t i v e s h o r t e n i n g m e c h a n i s m o n l y f o r r e l a t i v e l y s m a l l s t r a i n s u n l e s s t h e d e v e l o p m e n t o f s u b g r a i n s o c c u r s . S u c h a n i n t e r p l a y o f f a c t o r s w h i c h m a y i n f l u e n c e p r e s s u r e s o l u t i o n s h o u l d r e s u l t i n a v a r i a b l e d i s t r i b u t i o n o f c l e a v a g e i n t e n s i t i e s i n a n y g i v e n s e t o f r o c k s d e f o r m e d a t l o w t e m p e r a t u r e s ( b e l o w 3 0 0 ° C ) . I n t h e s t u d y o f B o w s e r L a k e G r o u p r o c k s i t i s e v i d e n t t h a t t h e d i s t r i b u t i o n o f c l e a v a g e i s c o n s i s t e n t w i t h a c o m b i n e d c o n t r i b u t i o n o f t e m p e r a t u r e , i n t e r g r a n u l a r s t r e s s a n d g r a i n s i z e t o t h e p r e s s u r e s o l u t i o n p r o c e s s . E v i d e n c e f o r d i s s o l u t i o n o f g r a i n s a s a m e a n s o f i s o l a t i n g l e s s - s o l u b l e c l a y s i n t o d o m a i n s h a s b e e n d o c u m e n t e d b y t h e p r e v e l a n c e o f w e l l s u t u r e d g r a i n s o f v a r i o u s c o m p o s i t i o n ( F i g u r e 5 3 ) . A r g u m e n t s f o r t h e c o m b i n e d e f f e c t s o f r i g i d - b o d y r o t a t i o n o f c l a y m i n e r a l s a n d a c t i v e g r a i n g r o w t h c a n 90 FIGURE 52: From Rutter (1983), the relationship between pressure solution strain rate, grain size, temperature and intergranular stress. Solid curves represent 100 urn grainsize, dashed curves represent 8 um grainsize. The strain rate for various conditions is shown as a power of 10. See text for discussion. F I G U R E 5 3 : W e l l d e v e l o p e d s u t u r i n g o f d e t r i t a l g r a i n s i n a v e r y c o a r s e g r a i n e d s u b h t h a r e n i t e f r o m t h e C u r r i e r u n i t 9 2 b e m a d e b a s e d o n p e t r o g r a p h i c o b s e r v a t i o n s . T h e p r e d o m i n a n c e o f r a n d o m l y o r i e n t e d p h y l l o s i l i c a t e f l a k e s i n o p e n p o r e s p a c e s w i t h i n r o c k s f r o m t h e D e v i l s C l a w a n d M c E v o y u n i t s w h i c h h a v e u n d e r g o n e l i m i t e d p r e s s u r e s o l u t i o n i n c o n t r a s t t o t h e u b i q u i t o u s o c c u r r e n c e o f a l i g n e d c l a y s w i t h i n r o c k s o f t h e C u r r i e r a n d J a c k s o n u n i t s w h i c h a r e c o m p a r a t i v e l y h i g h l y c l e a v e d , i m p l i e s a n e l e m e n t o f r o t a t i o n t o t h e p r o c e s s ( F i g u r e 5 4 A & B ) a s s u m i n g t h a t a t l e a s t a p o r t i o n o f t h e c l a y s p r e s e n t a r e d e t r i t a l i n o r i g i n a n d o w e t h e i r a l i g n m e n t t o c o l l a p s e o f t h e p o r e f r a m e w o r k . T h e p r e s e n c e o f b e n t p h y l l o s i l i c a t e s i n c l e a v a g e s e l v a g e s ( F i g u r e 2 5 ) i s t h o u g h t t o f u r t h e r p r o v i d e e v i d e n c e o f r o t a t i o n w i t h i n a d i f f e r e n t i a l s t r e s s f i e l d c o u p l e d w i t h i n t e r f e r e n c e b y s u r r o u n d i n g , d e t r i t a l . g r a i n s . . T h e . c o m m o n o c c u r r e n c e , o f c l a y b e a r d s a n a l a g o u s : t o -" p r e s s u r e s h a d o w s " i n w e l l c l e a v e d r o c k s ( F i g u r e 2 4 ) , o n t h e o t h e r h a n d , i m p l i e s . p r e f e r e n t i a l g r o w t h o f p h y l l o s i l i c a t e s w i t h i n t h e f l a t t e n i n g p l a n e a s a n o r i e n t a t i o n m e c h a n i s m . A c o n t i n u u m p r o c e s s w h i c h i n v o l v e s r o t a t i o n o f i n s o l u b l e m i n e r a l s d u e t o d i s s o l u t i o n o f a d j a c e n t g r a i n s a n d c o l l a p s e o f t h e p o r o u s f r a m e w o r k a t s h a l l o w b u r i a l d e p t h s a n d g r o w t h o f " m e t a m o r p h i c " p h y l l o s i l i c a t e s a t d e e p e r l e v e l s o f b u r i a l ( W i l l i a m s , 1 9 7 7 ) i s a d v o c a t e d t o e x p l a i n t h e s e o b s e r v a t i o n s . T h e i n t e r p r e t a t i o n t h a t w i d e l y d i s t r i b u t e d c l e a v a g e f o r m e d e a r l y i n f i r s t p h a s e f o l d i n g h i s t o r y a n d t h e o b s e r v e d l a c k o f c l e a v a g e o v e r p r i n t i n g b y l a t e r d i s s o l u t i o n m a y b e e x p l a i n e d b y t h e c o m b i n e d e f f e c t s o f t e m p e r a t u r e a n d i n t e r g r a n u l a r s t r a i n . T h e s t r a i n r a t e r e l a t e d t o f o l d i n g h a s b e e n g e o m e t r i c a l l y a n a l y z e d b y R a m s a y ( 1 9 7 4 ) w h o s u g g e s t e d t h a t t h e i n i t i a l r a t e s o f f o l d i n g a r e s l u g g i s h , b u t a s i n t e r l i m b a n g l e s d e c r e a s e t h e s t r a i n r a t e i n c r e a s e s r a p i d l y t o s o m e p o i n t w h e r e t h e f o l d b e g i n s t o l o c k u p a n d s t r a i n r a t e h e n c e d e c r e a s e s g r a d u a l l y t o a s m a l l v a l u e ( f o l d f l a t t e n i n g ) . A c o r o l l a r y o f t h i s r e l a t i o n s h i p i s t h a t a t l o w b u c k l i n g s t r a i n s m o r e g r a i n t o g r a i n n o r m a l s t r a i n m i g h t b e a n t i c i p a t e d t h a n d u r i n g t h e s t r a i n a c c e l e r a t i n g p h a s e w h e r e s t r a i n i s p r e s u m a b l y a c c o m o d a t e d b y l a y e r p a r a l l e l s l i p ( C h a p p i e a n d S p a n g , 1 9 7 4 ) . F r o m t h e a b o v e a r g u m e n t s ( c o n c e r n i n g t h e e f f e c t s o f s t r e s s o n d i s s o l u t i o n r a t e s ) t h e s t r a i n FIGURE 54: A. line drawing (microscopic view) illustrating random orientation of phyllosilicate grains in pore spaces (lower McEvoy unit). C=chert, CM = clay minerals. B. line drawing (microscopic view) inferring bending and rotation of phyllosilicates into the cleavage plane during dissolution. RF=rock fragment Q=quartz, CM= clay minerals. 9 4 a c c e l e r a t i n g s t a g e s h o u l d b e c h a r a c t e r i z e d b y a h i g h e r s t r a i n r a t e d u e t o f l e x u r a l - s l i p f o l d i n g t h a n d u e t o i n t e r g r a n u l a r d i f f u s i o n f l o w . A t t h a t p o i n t , p r e v i o u s l y f o r m e d c l e a v a g e p l a n e s s h o u l d a c t a s f i x e d m a t e r i a l p l a n e s t h a t a r e r o t a t e d d u r i n g c o n t i n u e d f o l d i n g r e s u l t i n g i n a c l e a v a g e f a n s i m i l a r t o t h a t o b s e r v e d i n t h e t h e s i s a r e a . D u r i n g t h e a c c e l e r a t i n g p h a s e p r o g r e s s i v e d i s s o l u t i o n c o u p l e d w i t h r e p r e c i p i t a t i o n s h o u l d a l s o r e s u l t i n i n c r e a s e d p o r e f l u i d p r e s s u r e a n d a c o n c o m i t a n t f u r t h e r d e c l i n e i n i n t e r g r a n u l a r s t r e s s a s p o r e f l u i d p r e s s u r e a p p r o a c h e s a v a l u e c l o s e t o c o n f i n i n g p r e s s u r e . T h e p r o c e s s o f G r i f f i t h c r a c k i n g a n d a s s o c i a t e d d i l a t a n c y h a r d e n i n g , h o w e v e r , p r o b a b l y l i m i t s t h i s i n f l u e n c e b y b u f f e r i n g l a r g e i n c r e a s e s i n p o r e f l u i d p r e s s u r e . D u r i n g t h e d e c e l e r a t i n g p h a s e , f o l l o w i n g l o c k - u p , i t i s p o s s i b l e t h a t a s e c o n d i n c r e a s e i n i n t e r g r a n u l a r s t r a i n w o u l d o c c u r , r e s u l t i n g i n a s e c o n d c l e a v a g e w h i c h t r a n s e c t s f o l d s . C l e a v a g e o v e r p r i n t i n g a t t r i b u t e d t o t h e f l a t t e n i n g s t a g e o f f o l d i n g h a s b e e n p r e v i o u s l y d e s c r i b e d f r o m o t h e r a r e a s ( R o s s a n d B a r n e s , 1 9 7 5 ; B o u l t e r , 1 9 7 9 ; W r i g h t , 1 9 8 4 ) . I n t h e G r o u n d h o g C o a l f i e l d , c l e a v a g e w h i c h t r a n s e c t s f o l d s w a s o b s e r v e d o n l y i n t h e c o r e s o f t i g h t c h e v r o n f o l d s . O n e p o s s i b l e e x p l a n a t i o n f o r t h i s d i s t r i b u t i o n i s t h a t , d u r i n g u p l i f t , p r o g r e s s i v e l y l o w e r t e m p e r a t u r e s a r e e n c o u n t e r e d . B a s e d o n R u t t e r ' s c u r v e s ( F i g u r e 5 2 ) , a t l o w e r t e m p e r a t u r e s h i g h e r l e v e l s o f i n t e r g r a n u l a r s t r e s s a r e r e q u i r e d t o m a i n t a i n t h e _ s a m e r a t e o f p r e s s u r e s o l u t i o n . T h e c o r e z o n e s o f f o l d s a r e g e n e r a l l y t h o u g h t t o b e a z o n e o f h i g h i n t e r g r a n u l a r s t r e s s c o n c e n t r a t i o n ( C h a p p i e a n d S p a n g , 1 9 7 4 ) i n t h a t s t r a i n m a y n o t b e a c c o m o d a t e d b y i n t e r b e d s l i p . F o l d c o r e z o n e s s h o u l d t h u s b e f a v o r a b l e l o c a t i o n s f o r c l e a v a g e d e v e l o p m e n t . A s i m i l a r a r g u m e n t m a y b e i n v o k e d f o r t h e p r e s e n c e o f w e l l - d e v e l o p e d p r e s s u r e s o l u t i o n c l e a v a g e s o l e l y i n t h e h i n g e a r e a s o f p h a s e 2 f o l d s , l o c a l l y i n t h e c o r e o f a n o v e r t u r n e d a n t i c l i n e w i t h i n t h e o t h e r w i s e u n c l e a v e d D e v i l s C l a w u n i t , a n d t h e i n t e n s e d e v e l o p m e n t o f s u c h c l e a v a g e i n t h e i m m e d i a t e f o o t w a l l a r e a o f a t h r u s t f a u l t , a l l s u c h l o c a t i o n s h a v i n g b e e n p r o b a b l e a r e a s o f s t r e s s c o n c e n t r a t i o n . T h e r e s t r i c t i o n o f c l e a v a g e a t h i g h e r s t r a t i g r a p h i c l e v e l s t o s h a l y u n i t s i n c o m p a r i s o n t o t h e p r e s e n c e o f w e l l - d e v e l o p e d c l e a v a g e i r r e s p e c t i v e o f 9 5 l i t h o l o g y a t l o w e r s t r a t i g r a p h i c l e v e l s c a n a l s o b e r a t i o n a l i z e d i n l i g h t o f t h e o r e t i c a l m o d e l s . A s p r e v i o u s l y i n d i c a t e d , a n a n a l y s i s o f R u t t e r ' s c u r v e s i n d i c a t e s t h a t a t a c o n s t a n t s t r e s s a n d t e m p e r a t u r e t h e r a t e o f p r e s s u r e s o l u t i o n i s i n v e r s e l y p r o p o r t i o n a l t o g r a i n s i z e . A s w e l l , a t h i g h e r t e m p e r a t u r e s t h e p r e s s u r e s o l u t i o n r a t e o f c o a r s e r m a t e r i a l i s i n c r e a s e d t o a v a l u e t h a t a p p r o a c h e s t h a t f o r f i n e r g r a i n e d m a t e r i a l a t l o w e r t e m p e r a t u r e s . S u c h r e l a t i o n s h i p s s h o u l d r e s u l t i n a d i s t r i b u t i o n o f c l e a v a g e a s s o c i a t e d w i t h l o w s t r a i n s w h i c h v a r i e s a s a f u n c t i o n o f g r a i n s i z e i n a g i v e n s e d i m e n t a r y p a c k a g e u n d e r g o i n g b u r i a l . I n t h e B o w s e r L a k e G r o u p s t r a t i g r a p h y , a s s u m i n g o t h e r f a c t o r s r e m a i n c o n s t a n t , t h e t e m p e r a t u r e a t w h i c h c l e a v a g e b e g i n s t o d o m i n a t e a s a n e a r l y s t r a i n r e s p o n s e w o u l d h a v e b e e n r e a c h e d , a t a p p r o x i m a t e l y t h e d e p t h o f b u r i a l o f t h e u p p e r c o n t a c t o f t h e C u r r i e r u n i t i f t h e p e a k o f c o a l i f i c a t i o n w a s r e a c h e d p r i o r t o d e f o r m a t i o n ( B u s t i n , 1 9 8 3 ; a n d t h i s s t u d y ) . R e s u l t s o f c o a l i f i c a t i o n m o d e l l i n g ( C h a p t e r 4 ) i n d i c a t e t h i s d e p t h o f b u r i a l ( 4 6 0 0 - 5 5 0 0 m ) w o u l d h a v e c o r r e s p o n d e d w i t h a t e m p e r a t u r e o f a p p r o x i m a t e l y 1 5 0 ° C t o 2 0 0 ° C . B a s e d o n R u i t e r ' s c u r v e s ( F i g u r e 5 2 ) i t i s p o s s i b l e t o i n f e r t h a t , i f t h e m a x i m u m t e m p e r a t u r e p r i o r t o d e f o r m a t i o n r e a c h e d 2 0 0 ° C a n d i f s t r e s s e s d i d n o t r e g i o n a l l y e x c e e d 1 0 0 M P a ( a s s u m i n g a g e n e r a l b r i t t l e f a i l u r e s t r e n g t h f o r t h i s r o c k t y p e a t 3 0 0 ° C i s a p p r o x i m a t e l y 1 0 0 M P a ) , t h e n t h e s t r a i n r a t e d u e t o p r e s s u r e s o l u t i o n p r o b a b l y r a n g e s f r o m 1 0 " " s e c - 1 t o 1 0 " ' " s e c " 1 f o r a 1 0 0 u m f r a c t i o n a n d 1 0 1 0 s e c " ' t o l O ^ ' s e c " 1 f o r f i n e r g r a i n e d f r a c t i o n s . T h e i n t e r p l a y o f p r e s s u r e s o l u t i o n a n d o t h e r c o m p e t i n g p r o c e s s e s ( i . e . , i n t e r l a y e r s l i p d u r i n g f o l d i n g ) f u r t h e r i m p l i e s t h a t t h e g e n e r a l o v e r a l l s t r a i n r a t e , t h o u g h i n c r e m e n t a l l y f a s t e r , i s o n a v e r a g e o f t h i s m a g n i t u d e , c o m p a r i n g w e l l t o t h e " r e p r e s e n t a t i v e g e o l o g i c a l s t r a i n r a t e " o f H e a r d ( 1 9 6 3 ) o f 1 0 " ' " s e c " 1 a n d t h e g e n e r a l r a n g e o f e s t i m a t e d s t r a i n r a t e s f o r f o l d i n g o f 1 0 " 6 s e c " ' t o 1 0 " ) S s e c " ' ( P r i c e , 1 9 7 3 ) . T h e s u g g e s t e d i n c r e a s e o f f o l d i n g s t r a i n r a t e s f r o m a n i n i t i a l v a l u e o f a p p r o x i m a t e l y 1 0 " " s e c - 1 t o a v a l u e o f a p p r o x i m a t e l y 1 0 " ' " s e c " ' 1 d u r i n g t h e a c c e l e r a t i n g p h a s e ( P r i c e , 1 9 7 3 ) i s f u r t h e r c o n s i s t e n t w i t h a m o d e l i n v o l v i n g c o m p e t i n g 9 6 i n c r e m e n t a l s t r a i n p r o c e s s e s i n t h e a c c u m u l a t i o n o f b u l k s t r a i n . Fracturing T h e p r e s e n c e o f a n t i t h e t i c s y n t e c t o n i c v e i n s a n d " s t r e t c h e d " c r y s t a l s ( i . e . , f i b r e s b r o k e n b y e x t e n s i o n f r a c t u r e s ) i n s u c h v e i n s h a s b e e n i n t e r p r e t e d i n t e r m s o f a ' c r a c k - s e a l ' m e c h a n i s m ( D u r n e y a n d R a m s a y , 1 9 7 3 ; R a m s a y , 1 9 8 0 ; B e a c h , 1 9 7 7 ; E t h e r i d g e , 1 9 8 3 ) . F l u i d s d e r i v e d f r o m l o c a l z o n e s a r e t h o u g h t t o i n c r e a s e p o r e f l u i d p r e s s u r e a n d h e n c e c a u s e f a i l u r e i n e x t e n s i o n i f t h e f l u i d p r e s s u r e a p p r o a c h e s t h e o v e r b u r d e n s t r e s s e s . A s s o o n a s t h e f r a c t u r e i s c r e a t e d t h e p o r e f l u i d p r e s s u r e d r o p s i n s t a n t a n e o u s l y b u t q u i c k l y b e g i n s t o r e b u i l d u n t i l f r a c t u r i n g c a n b e r e i n i t i a t e d . T h e l o c a l i z e d f l u i d s , p r e c i p i t a t e c r y s t a l s w h i c h g r o w i n c r e m e n t a l l y p e r p e n d i c u l a r t o t h e i n f i n i t e s i m a l p l a n e o f f l a t t e n i n g a s o p p o s e d t o f r e e c r y s t a l g r o w t h i n a f l u i d f i l l e d c a v i t y w h e r e c r y s t a l g r o w t h i s a l w a y s p e r p e n d i c u l a r t o t h e v e i n w a l l ( D u r n e y a n d R a m s a y , 1 9 7 3 ) . T h e f l u i d s w h i c h s u p p l y t h e v e i n s h a v e b e e n p r e v i o u s l y s u g g e s t e d a s b e i n g p r o d u c t s o f t h e p r e s s u r e s o l u t i o n p r o c e s s ( e . g . , B e a c h , 1 9 7 7 ) . T h e o r i e n t a t i o n o f f i b r o u s - m i n e r a l - f i l l e d e x t e n s i o n f r a c t u r e s a n d p r e s s u r e s o l u t i o n s u r f a c e s a r e i n m a n y a r e a s c o m p a t a b l e w i t h i n f i n i t e s i m a l i r r o t a t i o n a l s t r a i n ; t h e v e i n s a c t a s s i n k s f o r f l u i d s s u p p l i e d b y t h e d i s s o l u t i o n p r o c e s s ( P h i l l i p s , 1 9 7 4 ; R o s s a n d B a r n e s , 1 9 7 5 ; N e l s o n , 1 9 8 1 ; M u r p h y , 1 9 8 4 ; M u l l e n o x a n d G r a y , 1 9 8 4 ) . T e x t u r a l e v i d e n c e i n m a n y v e i n s h a s l e d s e v e r a l a u t h o r s ( e . g . , B e a c h , 1 9 7 7 ; M u r p h y , 1 9 8 4 ) t o s u g g e s t t h a t b o t h s m a l l a n d l a r g e s c a l e s o l u t i o n t r a n s f e r i s i m p o r t a n t i n t h e h y d r a u l i c f r a c t u r e p r o c e s s . A l t h o u g h d i s s o l u t i o n , m i g r a t i o n o f f l u i d s a l o n g g r a i n b o u n d a r i e s a n d r e p r e c i p i t a t i o n m a y e x p l a i n s m a l l s c a l e s o l u t i o n t r a n s f e r , f a c t o r s s u c h a s a h i g h g e o t h e r m a l g r a d i e n t a n d e x t e n s i v e s u b - c r i t i c a l c r a c k g r o w t h a r e r e q u i r e d t o e x p l a i n l a r g e s c a l e a d v e c t i o n o f " m e t a m o r p h i c " f l u i d s ( E t h e r i d g e e t a l . , 1 9 8 3 ) I n t h e s t u d y a r e a i t i s t h o u g h t t h a t a c o m b i n a t i o n o f c r a c k - s e a l m e c h a n i s m a s w e l l a s l a r g e r s c a l e f l u i d t r a n s f e r i s n e c e s s a r y t o f u l l y e x p l a i n v e i n f e a t u r e s . P r e s c e n c e o f s y n t h e t i c v e i n s w i t h a s s o c i a t e d z o n e s o f " s t e t c h e d " c r y s t a l s , i n a d d i t i o n t o b r e c c i a t e d 9 7 z o n e s a n d m a n y f r a c t u r e s w h e r e c r y s t a l l i z a t i o n h a s o b v i o u s l y b e e n i n t o a n o p e n , f l u i d f i l l e d f r a c t u r e ( F i g u r e 5 5 ) i n z o n e s w h i c h a r e a l s o s p a t i a l l y r e l a t e d t o a n t i t h e t i c v e i n g r o w t h p o i n t s t o t h i s d u a l s o u r c e . I n a s m u c h a s p r e s s u r e s o l u t i o n i n t h e s t u d i e d r o c k s i s i n t e r p r e t e d t o h a v e b e e n a c t i v e r e g i o n a l l y o n l y d u r i n g i n i t i a l b u c k l i n g , a l o c a l i z e d p r e s s u r e s o l u t i o n s o u r c e w o u l d b e i n s u f f i c i e n t t o s u p p l y e n o u g h f l u i d t o c r e a t e v e i n i n g e p i s o d e s t h r o u g h o u t d e f o r m a t i o n a l h i s t o r y . A d d i t i o n a l f l u i d s m u s t t h e r e f o r e h a v e b e e n d e r i v e d e i t h e r f r o m p r e s s u r e s o l u t i o n a t g r e a t e r d e p t h s ( i . e . , a t g r e a t e r d e p t h s t e m p e r a t u r e s w o u l d b e h i g h e r a n d t h u s p r e s s u r e s o l u t i o n m e c h a n i s m s m i g h t c o n t i n u e t h r o u g h o u t f o l d i n g h i s t o r y a n d m e t a m o r p h i c d e w a t e r i n g r e a c t i o n s w o u l d a d v a n c e a t a g r e a t e r r a t e ; E t h e r i d g e e t a l . , 1 9 8 3 ) . T h o u g h o t h e r p r o c e s s e s s u c h a s h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n ( M e i s s n e r , 1 9 8 4 ) , t h e r e l e a s e o f w a t e r d u r i n g t h e c o n v e r s i o n o f s m e c t i t e t o i l l i t e ( P o w e r s , 1 9 6 7 ) , a n d t h e t h e r m a l e x p a n s i o n o f w a t e r d u e t o i n c r e a s i n g t e m p e r a t u r e ( B a r k e r , 1 9 7 2 ) m a y h a v e c o n t r i b u t e d t o h i g h p o r e f l u i d p r e s s u r e s , i t i s g e n e r a l l y c o n s i d e r e d t h a t s u c h f a c t o r s a r e p r o b a b l y o f m a r g i n a l i m p o r t a n c e t o t h e a c c u m u l a t i o n o f a b n o r m a l f l u i d p r e s s u r e s ( M a g a r a , 1 9 7 8 ; G r e t e n e r , 1 9 7 9 ) . R e l e v a n t t o t h e d i s c u s s i o n o f p o r e f l u i d p r e s s u r e i s t h e o r i e n t a t i o n o f e x t e n s i o n f r a c t u r e s . F i r s t p h a s e h k O f r a c t u r e s f o r m a b i m o d a l s y s t e m a t i c s e t w h o s e d i h e d r a l a n g l e i s a p p r o x i m a t e l y 3 0 ° a s c o m p a r e d t o t h e p r e d i c t e d 6 0 ° o f r e v i s e d C o u l o m b f a i l u r e c r i t e r i a . M u e h l b e r g e r ( 1 9 6 1 ) p o i n t e d o u t t h a t i n o r d e r f o r a l o w d i h e d r a l a n g l e c o n j u g a t e s e t t o f o r m , t h e d i f f e r e n t i a l s t r e s s m u s t b e l o w a n d f l u i d p r e s s u r e h i g h s u c h t h a t e x t e n s i o n a l f a i l u r e c o u l d o c c u r . M o r e r e c e n t l y E t h e r i d g e ( 1 9 8 3 ) u s e d t h i s t h e o r y t o e x p l a i n t h e o c c u r r e n c e o f s y n m e t a m o r p h i c v e i n s i n m e t a m o r p h i c r o c k s . I t w a s h i s c o n c l u s i o n t h a t s u c h v e i n s c o u l d f o r m f r o m r e p e a t e d h y d r o f r a c t u r i n g d u e t o h i g h p o r e f l u i d p r e s s u r e s d u r i n g p r o g r a d e m e t a m o r p h i s m a n d t h a t t h i s i n d i c a t e d d i f f e r e n t i a l s t r e s s e s d u r i n g c r u s t a l o r o g e n e s i s w e r e l e s s t h a n 4 0 M P a a n d p e r h a p s a s l o w a s 2 0 M P a . T h e a p p r o a c h u t i l i z e d i n t h e s t u d y o f t h e B o w s e r r o c k s i s t o t a k e a v e r a g e f a i l u r e c u r v e s f o r s e v e r a l e x p e r i m e n t a l s a n d s t o n e s ( M e s a V e r d e , K a y e n t a , B a r n s , N u g g e t a n d C a r d i u m ; 98 F I G U R E 5 5 : 4 i n c h d i a m e t e r c o r e o f t h e C u r r i e r u n i t , i l l u s t r a t i n g a b r e c c i a t e d z o n e . V i e n f i l l i n g i n t h i s z o n e c o n s i s t s o f b l o c k y c a r b o n a t e a n d q u a r t z , s u g g e s t i n g p r e c i p i t a t i o n i n a n o p e n v e i n e n v i r o n m e n t 9 9 K i r b y a n d M c G o r r n i c k , 1 9 8 4 ) a n d d e t e r m i n e t h e m a x i m u m p o s s i b l e d i f f e r e n t i a l s t r e s s t h a t c o u l d e x i s t t o c r e a t e e x t e n s i o n f r a c t u r e s a s o b s e r v e d i n t h e f i e l d . F i g u r e 5 6 i n d i c a t e s t h a t t h e d i f f e r e n t i a l s t r e s s w h i c h c o u l d r e s u l t i n e x t e n s i o n f r a c t u r i n g o f a c o n j u g a t e s e t w h o s e d i h e d r a l a n g l e i s 3 0 ° i s a p p r o x i m a t e l y 4 8 M P a . T o c r e a t e t h e b e d d i n g p a r a l l e l e x t e n s i o n v e i n s t h i s s t r e s s d i f f e r e n t i a l w o u l d n e c e s s a r i l y b e m u c h l o w e r a s i l l u s t r a t e d b y M o h r c i r c l e a n a l y s i s ( S e c o r , 1 9 6 5 ; s e e F i g u r e 5 6 ) . A s s u m i n g t h a t t h e s t u d y a r e a r o c k s w e r e b u r i e d t o a d e p t h o f 5 , 5 0 0 m d u r i n g d e f o r m a t i o n s o t h a t o 3 d u e t o o v e r b u r d e n w o u l d b e a p p r o x i m a t e l y 1 0 0 M P a , a p o r e f l u i d p r e s s u r e o f a p p r o x i m a t e l y 1 0 8 M P a w o u l d b e r e q u i r e d t o c r e a t e f a i l u r e . B e c a u s e t h e e f f e c t i v e o v e r b u r d e n s t r e s s a t t h i s d e p t h , m i g h t b e c o n s i d e r e d , t o . b e . 6 8 , M P a - , t h e n a p p r o x i m a t e l y 7 6 M P a o f e x c e s s f l u i d p r e s s u r e m u s t b e g e n e r a t e d . I n t u i t i v e l y i t i s d i f f i c u l t t o v i s u a l i z e h o w a n o v e r p r e s s u r e o f t h i s m a g n i t u d e c o u l d b e g e n e r a t e d , e v e n i n a s i t u a t i o n o f p e r f e c t c o n f i n e m e n t w i t h v e r y l o w p e r m e a b i l i t i e s . M a g a r a ( 1 9 7 5 ) n o t e d t h a t f o r p o r e p r e s s u r e t o i n c r e a s e s i m p l y d u e t o p u r e l o a d i n g , r a p i d b u r i a l t o g r e a t d e p t h s i s r e q u i r e d . G r e t e n e r ( 1 9 7 9 ) a r g u e d t h a t i n a s m u c h a s a n i n c r e a s e o f t e m p e r a t u r e o f 1 ° C w i l l c a u s e f l u i d p r e s s u r e t o i n c r e a s e b y a p p r o x i m a t e l y 2 M P a , t h a t s i g n i f i c a n t a d d i t i o n s t o e x i s t e n t o v e r p r e s s u r i n g m a y b e a c q u i r e d b y s i m p l e a q u a t h e r m a l p r e s s u r i n g . M o r e i m p o r t a n t l y , f o r a g i v e n f o r m a t i o n o f f a i r l y l o w p e r m e a b i l i t y , i f d i s s o l u t i o n a n d r e p r e c i p i t a t i o n a r e a c t i v e p r o c e s s e s t h e n o n e m i g h t e x p e c t d e v e l o p m e n t o f s i g n i f i c a n t o v e r p r e s s u r e s d u e t o t h e c o n c o m i t a n t d e c r e a s e i n p o r e s i z e a n d i n c r e a s e i n t h e t o r t u o i s i t y o f f l u i d p a t h s . T h u s e x t e n s i v e p r e s s u r e s o l u t i o n c o u p l e d w i t h a h i g h g e o t h e r m a l g r a d i e n t a n d r a p i d b u r i a l c o u l d p r e s u m a b l y h a v e , a c c o u n t e d f o r t h e a t t a i n m e n t o f t r a n s i e n t h i g h f l u i d p r e s s u r e s i n t h e s t u d y a r e a . T h e p o s s i b i l i t y t h a t e x t e n s i o n f r a c t u r e s o f t h e v a r i e t y d i s c u s s e d p r o p a g a t e d a s s u b - c r i t i c a l c r a c k s a l s o l o w e r s t h e a m o u n t o f f l u i d o v e r p r e s s u r i n g r e q u i r e d t o c r e a t e h y d r a u l i c f r a c t u r e s c o n s i d e r a b l y ( i . e . , s u b - c r i t i c a l c r a c k g r o w t h p r o c e e d s a t a p p r o x i m a t e l y 5 0 % o f t h e a c t u a l t e n s i l e f a i l u r e s t r e n g t h a s p r e d i c t e d b y G r i f f i t h f a i l u r e c r i t e r i a ; A n d e r s o n a n d G r e w , 1 9 7 7 ) . 100 FIGURE 56: Mohr circle analysis illustrating the failure curve averaged from the experimental data available for several sandstones (from Kirby and McCorrnick, 1984) and the stress differential required to result in extensional fractures (A) with dihedral angles of 30° . The effect of high pore fluid pressures (Pp) is to maintain the stress differential and move the Mohr circle to the left Layer-parallel extension fractures (B) form when the stress differential is even lower. The limiting condition of Secor (1965) is illustrated by heavy dashed lines. 1 0 1 A s p r e v i o u s l y s t a t e d t h e r e l a t i v e l y l o w v a l u e o f d i f f e r e n t i a l s t r e s s i s c o n s i s t e n t w i t h t h e l a c k o f t h r u s t f a u l t i n g a n d p r e d o m i n a n c e o f f o l d i n g i n t h e a r e a . T h i s i s i n c o n t r a s t t o t h e F r o n t R a n g e s s u b p r o v i n c e w h e r e t h r u s t i n g i s p r e v a l e n t a n d c o n j u g a t e f r a c t u r e s f o r m a t a h i g h e r d i h e d r a l a n g l e ( B r o w n , 1 9 7 6 ; M o f f a t , 1 9 8 0 ) a n d d i f f e r e n t i a l s t r e s s e s w e r e p o s s i b l y i n e x c e s s o f 1 0 0 M P a ( J a m i s o n a n d S p a n g , 1 9 7 2 ) . T h e c o m p a t a b i l i t y o f a r e l a t i v e l y s l o w s t r a i n r a t e , l o w s t r e s s e s a n d f o l d i n g a t t h e e x p e n s e o f f a u l t i n g i s f u r t h e r p r e d i c t a b l e f r o m v i s c o u s f o l d t h e o r y ( B i o t , 1 9 6 1 ) . S y n t e c t o n i c v e i n s a r e c o m m o n l y p a r a l l e l o r a t a v e r y l o w a n g l e t o b e d d i n g , a s w e l l a s i n t h e c o n j u g a t e o r i e n t a t i o n s u b p a r a l l e l t o t h e F i a - c p l a n e ( h k O ) . F i g u r e 5 7 i l l u s t r a t e s t h a t t h e s e p l a n e s m i g h t o p e n i n e x t e n s i o n i f o 3 a n d o 2 a r e s w i t c h e d . T h e f a c t t h a t e i t h e r p l a n e s a r e a c t i v e a s " s i n k s " a t d i f f e r e n t t i m e s d u r i n g t h e d e f o r m a t i o n a l h i s t o r y p o i n t s t o t h e p o s s i b i l i t y t h a t a 3 a n d o 2 w e r e q u i t e c l o s e . A l o w v a l u e o f d i f f e r e n t i a l s t r e s s i s c o n s i s t e n t w i t h m u t u a l l y p e r p e n d i c u l a r s u p e r p o s e d s t r a i n s i n t h a t a n i n t e r c h a n g e o f p r i n c i p a l s t r e s s o r i e n t a t i o n s c a n b e a c h i e v e d w i t h o u t t h e a p p l i c a t i o n o f l a r g e s t r e s s e s t o t h e s y s t e m . T h u s s u b t l e c h a n g e s i n t h e b o u n d a r y c o n d i t i o n s a n d a s i t u a t i o n o f i n c r e m e n t a l t h r e e d i m e n s i o n a l c o n s t r i c t i o n a l s t r a i n m a y b e s u f f i c i e n t t o e x p l a i n t h e t i m i n g a n d d i s t r i b u t i o n o f f i n i t e s t r a i n g e o m e t r i e s . 102 FIGURE 5 7 : The orientation of principal stresses required if both the hkO fracture planes and bedding planes are "sinks" for pressure solution cleavage. A reversal of o2 and a 3 is required which may infer a 2 and a 3 have similar magnitudes. 4 . COAL PETROLOGY 4 . 1 I N T R O D U C T I O N C o a l s e a m s i n t h e G r o u n d h o g C o a l f i e l d v a r y i n r a n k r e g i o n a l l y f r o m s e m i - a n t h r a c i t e t o m e t a - a n t h r a c i t e ( B u s t i n , 1 9 8 4 ) a n d i n t h e s t u d y a r e a f r o m s e m i - a n t h r a c i t e t o a n t h r a c i t e . C o a l q u a l i t y i s h i g h l y v a r i a b l e w i t h s u l p h u r v a l u e s r a n g i n g f r o m 0 . 4 % t o 5 . 0 % a n d a s h f r o m 5 . 0 % u p w a r d s ( B u c k h a m a n d L a t o u r , 1 9 5 0 ) . C o m m i n u t i o n o f c o a l s e a m s h a s r e s u l t e d l o c a l l y f r o m c a t a c l a s i s d u r i n g f l e x u r a l s l i p f o l d i n g , l n m a n y a r e a s c l o s e l y s p a c e d " c l e a t " ( s y s t e m a t i c c l o s e l y s p a c e d f r a c t u r e s i n c o a l ) i s f i l l e d w i t h q u a r t z a n d l e s s c o m m o n l y , c a r b o n a t e v e i n s . A s w e l l , i n f o l d e d c o a l , s e a m s , b e d d i n g p a r a l l e l , f i b r o u s , s y n t e c t o n i c q u a r t z a n d c a r b o n a t e a r e c o m m o n . F r a m b o i d a l a n d l e s s c o m m o n l y , m a s s i v e p a r t i n g s o f p y r i t e a r e a l s o p r e v e l a n t ( B u s t i n , 1 9 8 4 ) . S e a m t h i c k n e s s e s v a r y f r o m l e s s t h a n 1 m u p t o 5 m i n t h e s t u d y a r e a a n d a p p e a r t o h a v e v a r i a b l e l a t e r a l c o n t i n u i t y . A n a n a l y s i s o f v i t r i n i t e r e f l e c t a n c e w a s u n d e r t a k e n a s p a r t o f t h i s s t u d y i n o r d e r t o o b t a i n i n f o r m a t i o n c o n c e r n i n g : 1 . t h e t i m i n g o f c o a l i f i c a t i o n ; 2 . t h e p a l e o g e o t h e r m a l g r a d i e n t ; 3 . t h e m a x i m u m d e p t h o f b u r i a l o f t h e s e d i m e n t s ; a n d 4 . t h e m a x i m u m t e m p e r a t u r e r o c k s w e r e e x p o s e d t o . T h e a n a l y t i c a l m e t h o d s b y w h i c h t h e a b o v e i n f o r m a t i o n i s o b t a i n e d a r e w e l l d o c u m e n t e d ( I n t e r n a t i o n a l C o m m i t t e e f o r C o a l P e t r o l o g y , 1 9 7 1 ) a n d h e n c e w i l l o n l y b e b r i e f l y d e s c r i b e d h e r e . P o l i s h e d c o a l p e l l e t s w e r e p r e p a r e d a c c o r d i n g t o m e t h o d s o u t l i n e d b y S t a c h e t a l . ( 1 9 7 5 ) a n d B u s t i n e t a l . ( 1 9 8 5 ) . M e a s u r e m e n t s o f R o , m a x R o . a n d R o , w e r e r e c o r d e d w i t h t h e a i d o f a L e i t z M P V 2 r e f l e c t i n g m i c r o s c o p e m i n r a n d t o w h i c h a p h o t o m u l t i p l i e r i s a t t a c h e d . T h e s y s t e m i s l i n k e d t o a n I B M P C X T t o i n c r e a s e t h e p r e c i s i o n a n d s p e e d o f m e a s u r e m e n t . T h i s d a t a w a s c o m b i n e d w i t h 1 0 3 1 0 4 m e a s u r e m e n t s o f R o r e c o r d e d b y G u l f ( u n p u b l i s h e d o p e n f i l e r e p o r t s ; 1 9 8 2 , 1 9 8 3 , m a x 1 9 8 4 ) a n d B u s t i n ( 1 9 8 4 ) i n o r d e r t o c a l c u l a t e p a l e o g e o t h e r m a l g r a d i e n t s a n d m a x i m u m p a l e o t e m p e r a t u r e s . O r i e n t e d s a m p l e s o f c o a l b l o c k s c o l l e c t e d f r o m a m a j o r a n t i c l i n e , a s w e l l a s s e v e r a l s a m p l e s w h i c h c o n t a i n e d s m a l l s c a l e f o l d s i n c o a l s e a m s w e r e a l s o p o l i s h e d . M e a s u r e m e n t s o f R o , R o . a n d t h e i r r e s p e c t i v e o r i e n t a t i o n s r e l a t i v e t o m a x m i n b e d d i n g p l a n e s a n d t h e a x e s o f t e c t o n i c t r a n s p o r t w e r e r e c o r d e d i n o r d e r t o d e t e r m i n e t h e r e l a t i v e t i m i n g o f c o a l i f i c a t i o n . 4 . 2 R E F L E C T A N C E S T U D I E S O F B O W S E R B A S I N C O A L S 4 . 2 . 1 V I T R I N 1 T E R E F L E C T I V I T Y I N A N T H R A C I T E S I t i s g e n e r a l l y a g r e e d t h a t v i t r i n i t e s c o n s i s t o f l a m e l l a r e l e m e n t s ( a r o m a t i c l a y e r s ) w h i c h b e c o m e p r o g r e s s i v e l y m o r e a l i g n e d a s c o a l r a n k i n c r e a s e s ( S t a c h e t a l . , 1 9 8 2 ) . T h e p r o g r e s s i v e d e v o l a t i z a t i o n a n d c o n c o m i t a n t i n c r e a s e i n p e r c e n t a g e c a r b o n c o n t e n t i n d i c a t e t h e g r a d u a l t r a n s i t i o n f r o m a n o r g a n i c s t r u c t u r e c o n s i s t i n g o f s h e e t s o f c o n d e n s e d r i n g s t o a m o r e c r y s t a l l i n e s t r u c t u r e ( g r a p h i t e ) c o n s i s t i n g o f t w o d i m e n s i o n a l c o v a l e n t l y b o n d e d c a r b o n a t o m s w h i c h a r e w e a k l y e l e c t r o s t a t i c a l l y b o n d e d t o g e t h e r a l o n g t h e ' c ' a x i s o f t h e c r y s t a l . D i e s s e l e t a l . ( 1 9 7 8 ) d o c u m e n t e d a p r o g r e s s i v e c h a n g e f r o m c o a l t o g r a p h i t e i n m e t a - s e d i m e n t s o f N e w C a l e d o n i a . B o n j o l y e t a l . ( 1 9 8 2 ) i l l u s t r a t e d e x p e r i m e n t a l l y t h a t d i s t o r t e d l a y e r s o f p o l y a r o m a t i c s t r u c t u r e s i n c o a l b e c a m e p r o g r e s s i v e l y a l i g n e d p a r a l l e l t o t h e d i r e c t i o n o f o u t g a s s i n g o f v o l a t i l e s , t h o u g h a t r u e g r a p h i t e s t r u c t u r e w a s n o t a c h i e v e d . I t i s a l s o p o s s i b l e t h a t i n a d d i t i o n t o " r i g i d b o d y r o t a t i o n " , a c t u a l g r o w t h o f c r y s t a l l i t e s o f g r a p h i t e o c c u r s w i t h " c " c r y s t a l l o g r a p h i c a x e s o r i e n t e d p a r a l l e l t o t h e d i r e c t i o n o f m a x i m u m c o m p r e s s i v e s t r e s s ( L e v i n e a n d D a v i s , 1 9 8 4 ) . R e f l e c t i v i t y o f a s u b s t a n c e i n p l a n e p o l a r i z e d l i g h t i s g o v e r n e d b y t h e o r i e n t a t i o n o f t h e p r i n c i p a l p l a n e s o f v i b r a t i o n i n t h e s u b s t a n c e w i t h r e s p e c t t o t h e p o l a r i z a t i o n o f t h e i n c i d e n t b e a m o f l i g h t ( H e v i a a n d V i g o s , 1 9 7 6 ) . l n t h a t r e f l e c t i v i t y 1 0 5 i s d i r e c t l y p r o p o r t i o n a l t o t h e r e f r a c t i v e i n d e x a n d h e n c e d e n s i t y ( F o r e s t e t a l . , 1 9 8 4 ) , i n a c o a l s a m p l e w h e r e a r o m a t i c m o l e c u l e s a r e r a n d o m l y o r i e n t e d r e f l e c t e d l i g h t s h o u l d t h e o r e t i c a l l y b e i s o t r o p i c ( H o w e r a n d D a v i s , 1 9 8 1 ) . T h e p r o g r e s s i v e a l i g n m e n t o f a r o m a t i c m o l e c u l e s i n t o c l o s e p a c k e d l a y e r s s h o u l d t h u s r e s u l t i n a n i n c r e a s i n g a n i s o t r o p y . T r a d i t i o n a l l y , r e s e a r c h e r s h a v e r e c o r d e d t h e v a l u e o f R o ( m a x i m u m m a x r e f l e c t a n c e m e a s u r e d i n o i l ) a n d e m p l o y e d t h e m i n t h e s t u d y o f c o a l r a n k . S u c h m e a s u r e m e n t s a r e e a s i l y o b t a i n e d i n b i t u m i n o u s c o a l s w h e r e t h e o p t i c a l r e f l e c t i v e i n d i c a t r i x i s g e n e r a l l y u n i a x i a l n e g a t i v e ( W i l l i a m s , 1 9 5 3 ) a n d a n y s e c t i o n n o r m a l t o b e d d i n g s h o u l d c o n t a i n b o t h R o a n d R o . v a l u e s . S t o n e a n d C o o k ( 1 9 7 9 ) n o t e , m a x m i n h o w e v e r , t h a t i n . a n t h r a c i t e s w h i c h a r e l o c a l l y b i a x i a l n e g a t i v e ( e g : C o o k e t a l . , 1 9 7 2 ; L e v i n e a n d D a v i s , 1 9 8 4 ) t h a t o n l y o n e u n i q u e s u r f a c e w i l l c o n t a i n t h e t r u e R o m a x a n d R o . v a l u e s . H e v i a a n d V i g o s ( 1 9 7 6 ) s u g g e s t e d t h a t a l l t h e r e f l e c t i v i t i e s o f t h e m i n i n d i c a t i n g s u r f a c e c o u l d b e g a t h e r e d b y m e a s u r e m e n t o f t h e r a n d o m r e f l e c t a n c e w h i c h i s o b t a i n e d i n n o n - p o l a r i z e d l i g h t . T h e i n c r e a s i n g a n i s o t r o p y c o n c o m i t a n t w i t h a d v a n c i n g c o a l r a n k i n t h e a n t h r a c i t i c v i t r i n i t e s f r o m t h e s t u d y a r e a i s i l l u s t r a t e d i n F i g u r e 5 8 . O r i e n t e d s a m p l e a n a l y s i s , w h i c h i s d e s c r i b e d i n d e t a i l l a t e r , a l s o s u g g e s t s t h a t t h e i n d i c a t r i x i s s l i g h t l y b i a x i a l ; s u g g e s t i n g t h a t p r o b l e m s m a y b e e n c o u n t e r e d i n o b t a i n i n g a c c u r a t e m e a s u r e s o f R o . B u s t i n ( 1 9 8 4 ) h o w e v e r , s u g g e s t e d t h a t f o r t h e c o a l f i e l d a s a w h o l e , t h e m a x v a r i a n c e o f R o a n d R o , b o t h i n c r e a s e w i t h i n c r e a s i n g g r a d e a n d t h a t R o i s m a x r a n d m a x s t a t i s t i c a l l y 0 . 2 1 % R o g r e a t e r t h a n R o . F i g u r e 5 8 B & C i l l u s t r a t e s t h i s r e l a t i o n s h i p r a n d f o r c o a l s i n t h e a r e a a l t h o u g h i t i s s u g g e s t e d t h a t t h e i n c r e a s e i n v a r i a n c e i n t h e R o m e a s u r e m e n t s i s a t a g r e a t e r r a t e t h a n t h a t o f t h e R o , . R o , w o u l d t h u s m a x r a n d r a n d a p p e a r t o b e a c o m b i n a t i o n o f b o t h R o a n d R o . t h o u g h t h e d e g r e e o f e r r o r i n m a x m i n t h e s e m e a s u r e m e n t s p r e c l u d e s t h e p o s s i b i l i t y o f d e r i v i n g a n y e m p i r i c a l r e l a t i o n s h i p s . 1 T h u s a t h i g h e r l e v e l s o f c o a l i f i c a t i o n t h e d i v e r g e n c e o f 1 T i n g ( 1 9 7 8 ) i n d i c a t e s t h a t t h e o r e t i c a l l y R o , s h o u l d b e = 1 / 3 ( R o + R o . + R Q \ r a R d m a x i n t m i n 106 nGURE 58: Reflectance plots for data measured during the thesis study. A. bireflectance (Ro -Ro . ) versus random reflectance (Ro A This relationship max min rand illustrates the increasing difference between Ro and Ro . at higher ranks (ie. max mm increasing anisotropy at higher coal rank). B. reflectance (Ro and Ro _,) versus standard deviation of measurements. This max rand plot illustrates the greater variation associated with Ro values when compared with max Ro , as well as the greater divergence of Ro and Ro . at higher reflectances, rand max rand sugesting that Ro ^ should be a more precise measurement rand C. Ro versus other reflectance properties. This plot illustrates that Ro , and max rand Ro . are both less than Ro and that Ro , falls between Ro and Ro . . mm, max rand max mm o CTN 1 0 7 R o , f r o m b o t h R o a n d R o . w i l l i n c r e a s e , w h i c h s u g g e s t s t h e p r o b l e m s r a n d m a x m i n e n c o u n t e r e d w h e n d e a l i n g w i t h b i a x i a l i n d i c a t r i c e s a r e s i g n i f i c a n t ( S t o n e a n d C o o k , 1 9 7 8 ) a n d t h a t f o r t h e s e a n t h r a c i t e s R ° r a n ( j m i g h t b e a m o r e a c c u r a t e r e p r e s e n t a t i o n o f t h e r e f l e c t a n c e ( B u s t i n , 1 9 8 4 ) . I n a s m u c h a s t h e a v a i l a b l e r e f l e c t a n c e d a t a f o r t h e a r e a ( e . g . , G u l f C a n a d a R e s o u r c e s I n c . , 1 9 8 1 - 1 9 8 3 ) d o e s n o t a l w a y s r e p o r t R o v a l u e s , i t w a s n e c e s s a r y t o r a n d u t i l i z e t h e R o v a l u e s t o i n t e g r a t e a l l d a t a i n t o t h e s t u d y . C o m p a r i s o n w i t h s t u d i e s m a x o f c o a l s o f s i m i l a r g r a d e f r o m o t h e r a r e a s i s a l s o f a c i l i t a t e d i n t h a t R o h a s m a x t r a d i t i o n a l l y b e e n t h e o n l y m e a s u r e m e n t r e c o r d e d . T h e e r r o r t h a t w a s n o t e d d u r i n g t h i s s t u d y ( a v e r a g e s t a n d a r d d e v i a t i o n o f R o m a x = 0 . 1 8 % ) i s s i g n i f i c a n t a n d p r o b a b l y e l i m i n a t e s t h e p o s s i b i l i t y o f u s i n g R o f o r d e t a i l e d s t u d i e s s u c h a s s e a m c o r r e l a t i o n s . m a x F o r r e g i o n a l a p p l i c a t i o n s s u c h a r e p r e s e n t e d h e r e , t h i s e r r o r i s t h o u g h t t o b e i n s i g n i f i c a n t . B a s e d o n t h i s s t u d y i t i s r e c o m m e n d e d t h a t f u t u r e i n v e s t i g a t i o n s s h o u l d r e c o r d R o , a s w e l l a s R o a n d R o . f o r c o a l s a b o v e s e m i - a n t h r a c i t e g r a d e , r a n d m a x m i n 4 . 2 . 2 T I M I N G O F C O A L I F I C A T I O N R e f l e c t a n c e I s o r a n k C o n f i g u r a t i o n s T h e a n a l y s i s o f r e f l e c t a n c e v a l u e s i n a n a r e a w h i c h h a s b e e n t e c t o n i c a l l y d e f o r m e d m a y a l l o w f o r a d e t e r m i n a t i o n o f t h e c h r o n o l o g i c a l r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e p e a k o f o r g a n i c m e t a m o r p h i s m a n d t h e d e f o r m a t i o n a l e v e n t A m e t h o d w h i c h h a s c o m m o n l y b e e n e m p l o y e d ( H a c q u e b a r d a n d D o n a l d s o n , 1 9 7 0 ; T e i c h m u l l e r , 1 9 8 2 ; K a l k r e u t h a n d M c M e c h a n , 1 9 8 4 ; P e a r s o n a n d G r i e v e , i n p r e s s ) i s t o d e t e r m i n e w h e t h e r i s o r a n k s u r f a c e s a r e d e f o r m e d b y o r c r o s s - c u t m a j o r s t r u c t u r e s . F i g u r e 5 9 i l l u s t r a t e s t h e t h e o r e t i c a l r e l a t i o n s h i p s e x p e c t e d a s a r e s u l t o f e i t h e r a p r e - t e c t o n i c o r p o s t - t e c t o n i c c o a l i f i c a t i o n h i s t o r y . I n t h e s t u d y a r e a , t h e h i g h v a r i a n c e o f m e a n r e f l e c t a n c e v a l u e s t o g e t h e r w i t h t h e p a u c i t y o f l a r g e a m p l i t u d e f o l d s o r a f a u l t w i t h a s i g n i f i c a n t l y l a r g e t h r o w , r e n d e r s a s i m i l a r c o m p a r i s o n d i f f i c u l t . R e f l e c t a n c e m e a s u r e m e n t s o f a FIGURE 59: Theoretical distribution of isorank lines (IR) with respect to bedding in folds when coalification is pre-tectonic (A) and post-tectonic (B) (after Bustin et al., 1985). 1 0 9 c o a l - b e a r i n g h o r i z o n w e r e o b t a i n e d f r o m t h e c r e s t s a n d t r o u g h s o f t h e t w o m a j o r a n t i c l i n e s i n t h e a r e a w i t h s u f f i c i e n t a m p l i t u d e . H y p o t h e t i c a l r e f l e c t a n c e v a l u e s a s s u m i n g a p o s t - t e c t o n i c c o a l i f i c a t i o n a n d a p a l e o g e o t h e r m a l g r a d i e n t o f 4 0 ° C / k m w e r e c a l c u l a t e d a n d c o m p a r e d t o t h e o b s e r v e d v a l u e s . T h e r e s u l t s a r e l i s t e d b e l o w : measured c a l c u l a t e d R o R o . R o , R o m a x m i n r a n d m a x C r e s t 4 . 0 2 ± . 1 8 2 . 8 1 1 . 5 9 3 . 3 5 + . 2 3 4 . 0 2 T r o u g h 3 . 9 5 ± . 1 7 2 . 9 0 1 . 3 5 3 . 3 3 1 . 1 5 4 . 4 5 C r e s t 2 . 6 4 1 . 1 5 1 . 9 4 1 . 4 0 2 . 5 0 1 . 0 3 2 . 6 4 T r o u g h 2 . 7 8 1 . 1 4 2 . 7 2 1 . 1 1 2 . 4 2 1 . 0 2 3 . 1 4 T h e d i f f e r e n c e s b e t w e e n t h e r e f l e c t a n c e s o f s a m p l e s f r o m t h e c r e s t a n d t r o u g h o f t h e f o l d s a n d t h e c a l c u l a t e d r e f l e c t a n c e i n d i c a t e t h a t t h e c o a l i f i c a t i o n i s p r e - t e c t o n i c . O n l y o n e t h r u s t f a u l t w h i c h o f f s e t c o a l s e a m s w i t h s u f f i c i e n t t h r o w w a s r e c o g n i z e d i n t h e f i e l d . F i g u r e 6 0 i l l u s t r a t e s t h e r e l a t i o n s h i p s o f t h e m a x i m u m r e f l e c t a n c e s i n t h e h a n g i n g w a l l a n d f o o t w a l l o f t h i s f a u l t w h i c h h a s t h r u s t c o a l s o f h i g h e r r a n k o v e r c o a l s o f l o w e r r a n k . B o t h l i n e s o f e v i d e n c e t h u s s u g g e s t t h a t t h e p e a k o f c o a l i f i c a t i o n w a s p r e t e c t o n i c ( s e e a l s o B u s t i n , 1 9 8 4 ) . H o w e v e r , t h e s c a t t e r i n t h e d a t a c r e a t e s s o m e u n c e r t a i n t y i n t h i s a n a l y s i s . Orientation of Reflective Indicating Surface A n o t h e r m e t h o d f o r c h r o n o l o g i c a l d e t e r m i n a t i o n o f m a t u r a t i o n t h a t h a s r e c e n t l y g a i n e d s o m e f a v o r i n v o l v e s t h e c o m p a r i s o n o f t h e r e f l e c t i v e i n d i c a t i n g s u r f a c e o r i e n t a t i o n t o t h a t o f b e d d i n g a n d / o r s t r u c t u r a l g e o m e t r i e s . B a s e d s o l e l y o n t h e o r e t i c a l o r e m p i r i c a l o b s e r v a t i o n s s e v e r a l a u t h o r s ( C o o k e t a l . , 1 9 7 2 ; H o w e r a n d D a v i s , 1 9 8 1 ; 110 FIGURE 60: Structural cross section from north central portion of map area near the headwaters of Didene Creek (Currier unit in stippled pattern), illustrating the thrust emplacement of coals • of higher rank (4.70 %Ro) on coals of lower rank (4.15% Ro), suggesting a pre-tectonic peak of coalification. The orientation of the apparent indicating surface in oriented samples from an overturned anticline- syncline pair illustrates that in each case the apparent R o m a x is within the plane of bedding (shaded area), further suggesting pre-tectonic coalification. The. tectonic axes a, b, and c are plotted on each sample (i.e., b=fold axis, a=direction of shortening). Values on ellipses are normalized lengths of the apparent maximum and minimum reflectances. The angle between bedding and Ro for each face is given. max I l l L e v i n e a n d D a v i s , 1 9 8 4 ; T i n g , 1 9 8 4 ) h a v e s u g g e s t e d t h a t , b e c a u s e i n c r e a s i n g c o a l i f i c a t i o n i n a h y d r o s t a t i c s t r e s s f i e l d s h o u l d r e s u l t i n a r a n d o m o r i e n t a t i o n o f a r o m a t i c l a y e r s , d e c i d e d l y a n i s o t r o p i c a n t h r a c i t e s m u s t h a v e r e a c h e d t h e i r p e a k o f a r o m a t i z a t i o n u n d e r c o n d i t i o n s o f d i f f e r e n t i a l s t r e s s . I t h a s t h u s b e e n s u g g e s t e d t h a t p o l y m e r i z a t i o n t a k e s p l a c e p r e f e r e n t i a l l y i n t h e d i r e c t i o n o f m i n i m u m c o m p r e s s i v e s t r e s s , r e s u l t i n g i n a p l a n e o f c l o s e s t p a c k i n g . R o , w h i c h c o r r e s p o n d s t o t h e d i r e c t i o n o f m a x c l o s e s t p a c k i n g , w o u l d t h u s b e o r i e n t e d i n t h e p l a n e o f f l a t t e n i n g . I n a u n i a x i a l s t r e s s s y s t e m . ( a , > a 2 = a 3 ) t h e i n d i c a t r i x w o u l d t h e o r e t i c a l l y b e u n i a x i a l n e g a t i v e w h e r e a s i n a t r i a x i a l s t r e s s s y s t e m ( a 1 > o 2 > o 3 ) a b i a x i a l i n d i c a t r i x w o u l d b e e x p e c t e d . A s s u m i n g t h i s r e l a t i o n s h i p , t h e a b o v e a u t h o r s u s e d t h e o r i e n t a t i o n o f t h e i n d i c a t r i x w i t h r e s p e c t t o b e d d i n g a n d / o r m a j o r s t r u c t u r e s t o i n f e r w h e t h e r t h e p e a k o f c o a l i f i c a t i o n w a s r e a c h e d p r i o r t o o r d u r i n g d e f o r m a t i o n . A n e x p e r i m e n t a l s t u d y s t i l l i n p r o g r e s s ( B u s t i n e t . a l , i n r e v i e w ) h a s i n d i c a t e d t h e i m p o r t a n t a n c e o f s t r a i n a n d t e m p e r a t u r e i n t h e r e - o r i e n t a t i o n o f t h e m a x i m u m r e f l e c t a n c e d i r e c t i o n i n v i t r i n i t e . S e v e r a l c o r e s o f a n t h r a c i t i c c o a l w e r e d e f o r m e d i n a t r i a x i a l c e l l a t c o n f i n i n g p r e s s u r e s o f 5 0 0 a n d 8 0 0 M P a , a n d t e m p e r a t u r e s o f 3 5 0 ° C a n d 5 0 0 ° C . A n o r i g i n a l , n e a r l y u n i a x i a l i n d i c a t r i x , w h i c h a p p r o x i m a t e d a n o b l a t e e l l i p s o i d w i t h R o o r i e n t e d s u b - p a r a l l e l t o t h e c o r e a x i s i n t h e p l a n e o f b e d d i n g m a x w a s a l t e r e d t o a n o b l a t e s p h e r o i d a n d t h e n t o a n e l l i p s o i d w h o s e R o w a s o r i e n t e d m a x p e r p e n d i c u l a r t o t h e c o r e a x i s i n t h e p l a n e o f b e d d i n g ( F i g u r e 6 1 ) . S u c h r e s u l t s i n d i c a t e t h e v a l i d i t y o f i n f e r r i n g t h e o r i e n t a t i o n s o f t h e p r i n c i p a l s t r e s s e s d u r i n g c o a l i f i c a t i o n g i v e n t h e s h a p e o f t h e v i t r i n i t e r e f l e c t i v e i n d i c a t r i x . C a u t i o n i s w a r r a n t e d , h o w e v e r , i n t h a t t h e r e s u l t s o b t a i n e d a l s o i l l u s t r a t e d t h a t s t r e s s a p p l i e d w i t h o u t a n i n c r e a s e i n t e m p e r a t u r e , a n d h e n c e n o i n c r e a s e i n r a n k , m i g h t d e f o r m t h e s h a p e o f t h e i n d i c a t r i x , p o s s i b l y b y s o m e f o r m o f d i s l o c a t i o n p h e n o m e n o n ( i e . t h e l a c k o f p r i m a r y e l e c t r o n b o n d i n g b e t w e e n s h e e t s a n d t h e s t r e n g t h o f t h e c o v a l e n t i n t e r a t o m i c b o n d i n g w i t h i n s h e e t s m e a n s b a s a l d i s l o c a t i o n g l i d e w i l l p r o g r e s s i n g r a p h i t e c r y s t a l s a t 112 FIGURE 61: Geometric relationship between Ro (long lines on crosses) and Ro . max mm (short lines) and deformed cores (bedding parallel to core axis) recognized in experimentally deformed samples. In sample GY-192 25% strain at 550° C resulted in reorientation of the indicating surface whereas GY-193 which was taken to 10% strain at 500° C resulted in incomplete reorientation (From Bustin, et al., in' review). 1 1 3 l o w t e m p e r a t u r e ; J e n k i n s , 1 9 7 3 ) . D e f o r m a t i o n o f t h e i n d i c a t r i x i n t h i s f a s h i o n m i g h t r e s u l t i n a n a p p a r e n t " d e c o a l i f i c a t i o n " a s m e a s u r e d b y R o . I n e i t h e r c a s e t h e m a x i n d i c a t r i x m i g h t b e t h o u g h t o f a s a n a n a l o g u e t o t h e f i n i t e s t r a i n e l l i p s o i d . I n t h e s t u d y a r e a t h e o r i e n t a t i o n o f t h e i n d i c a t i n g s u r f a c e o f v i t r i n i t e w a s m e a s u r e d f r o m : 1 . o r i e n t e d s a m p l e s c o l l e c t e d f r o m a l a r g e f o l d ; a n d 2 . h a n d s a m p l e s w h i c h e x h i b i t e d f o l d e d a n d f a u l t e d c o a l s e a m s . F o u r o r i e n t e d c o a l b l o c k s w e r e o b t a i n e d f r o m a n a s y m m e t r i c o v e r t u r n e d a n t i c l i n e - s y n c l i n e p a i r a p p r o x i m a t e l y 6 k m s o u t h o f t h e c o n f l u e n c e o f B u t l e r C r e e k a n d t h e L i t t l e K l a p p a n R i v e r ( F i g u r e . 6 0 ) . P o l i s h e d s a m p l e s 1 a n d 2 w e r e c o l l e c t e d f r o m t h e s h a l l o w d i p p i n g u p r i g h t l i m b o f t h e a n t i c l i n e w h e r e a s 3 a n d 4 w e r e c o l l e c t e d f r o m t h e o v e r t u r n e d l i m b n e a r t h e s y n c l i n a l h i n g e , l n a l l 4 s a m p l e s t h e i n d i c a t r i x i s o r i e n t e d s u c h t h a t , w i t h i n t h e m a r g i n o f e r r o r , R o i s c o n t a i n e d a p p r o x i m a t e l y m a x w i t h i n t h e p l a n e o f b e d d i n g , w h e r e a s R o . i s a p p r o x i m a t e l y p e r p e n d i c u l a r t o b e d d i n g . m i n P o l i s h e d s a m p l e s A , B , a n d C , w h i c h i l l u s t r a t e s m a l l s c a l e f o l d s a n d t h r u s t s , a l s o c o n t a i n t h e a p p a r e n t R ° m a x p a r a l l e l t o b e d d i n g a n d t h e a p p a r e n t R o m j n p e r p e n d i c u l a r t o b e d d i n g r e g a r d l e s s o f t h e l o c a t i o n i n t h e f o l d e d s u r f a c e s o r t h e d e g r e e o f r i g i d b o d y r o t a t i o n d u e t o b r e c c i a t i o n a n d f a u l t i n g ( F i g u r e 6 2 A & B ) . P o l i s h e d s a m p l e D w a s s o m e w h a t a n o m a l o u s i n t h a t a l t h o u g h t h e l o n g l i m b o f a s l i g h t l y a s y m m e t r i c f o l d i l l u s t r a t e d b e d d i n g p a r a l l e l a p p a r e n t R o , t h e s h o r t l i m b c o n t a i n e d m e a s u r e m e n t s m a x w h i c h i n d i c a t e d a p p a r e n t R o . a t a h i g h a n g l e t o b e d d i n g ( F i g u r e 6 2 D ) . T h e a c t u a l m i n v a l u e s o f R o o n e i t h e r l i m b a r e s t a t i s t i c a l l y s i m i l a r , w h i c h l e a v e s 2 p o s s i b l e m a x e x p l a n a t i o n s : 1 . c o a l i f i c a t i o n w a s s y n - t e c t o n i c f o l l o w e d b y f u r t h e r r o t a t i o n ; a n d 2 . c o a l i f i c a t i o n w a s p r e - t e c t o n i c f o l l o w e d b y r e o r i e n t a t i o n , p o s s i b l y b y s o m e f o r m o f s t r a i n i n d u c e d d i s l o c a t i o n . I t i s u n l i k e l y t h a t c o a l i f i c a t i o n i s s y n t e c t o n i c i n t h a t t o o b t a i n t h e p r e s e n t c o n f i g u r a t i o n 114 bedding in coal FIGURE 62: Orientation of the apparent reflective indicating surface in vitrinite from several folded coal seams. See text for discussion. 1 1 5 o f R o f r o m a p o s t - f o l d i n g o r i e n t a t i o n w h e r e R o i s e v e r y w h e r e p a r a l l e l a c r o s s m a x m a x t h e l a y e r i n g r e q u i r e s t h a t a p r e - e x i s t i n g a n t i c l i n e b e u n f o l d e d a b o u t i t s h i n g e . T h o u g h p o s s i b l e , s u c h a p h e n o m e n o n i s u n l i k e l y . I n s t e a d , a m o r e r e a s o n a b l e e x p l a n a t i o n f o r t h e l o c a l i z e d r e o r i e n t a t i o n o f t h e r e f l e c t i v e i n d i c a t r i x m i g h t b e t h a t d u r i n g l o w b u c k l i n g s t r a i n s , w h e n 0 , w a s o r i e n t e d a p p r o x i m a t e l y l a y e r p a r a l l e l , t h e m a g n i t u d e o f s t r a i n s v a r i e d t h r o u g h o u t t h e l a y e r . I n d e e d , a n i s o t r o p i c s i n t h e l a y e r m a y h a v e r e s u l t e d i n l o c a l i z e d h i g h s t r a i n c o n c e n t r a t i o n s a n d c o n c o m i t a n t l o c a l i z e d s t r a i n i n d u c e d r e o r i e n t a t i o n o f v i t r i n i t e r e f l e c t i n g i n d i c a t r i c e s ( B u s t i n e t a l . , i n r e v i e w ) . W h e n t a k e n i n c o n t e x t w i t h t h e e v i d e n c e f r o m s a m p l e s A , B , a n d C a s w e l l a s s a m p l e s 1 , 2 , 3 , a n d 4 f r o m t h e l a r g e s c a l e f o l d i t s e e m s r e a s o n a b l e t o c o n c l u d e t h a t t h e p e a k o f c o a l i f i c a t i o n w a s r e a c h e d p r i o r t o d e f o r m a t i o n i n t h i s a r e a . 4 . 2 . 3 C O A U F I C A T I O N H I S T O R Y R e f l e c t a n c e - D e p t h r e l a t i o n s h i p s I n a s m u c h a s t h e c o a l i f i c a t i o n i s p r e - t e c t o n i c , t h e r e s h o u l d b e a r e a s o n a b l e c o r r e l a t i o n b e t w e e n s t r a t i g r a p h i c l e v e l a n d t h e m a x i m u m r e f l e c t a n c e . F i g u r e 6 3 i s a p l o t o f h e i g h t a b o v e t h e u p p e r c o n t a c t o f t h e J a c k s o n u n i t v e r s u s R o o n a l o g s c a l e . m a x T h e l o g s c a l e f o r R o i s u t i l i z e d h e r e i n v i e w o f t h e a s s u m e d f i r s t o r d e r r e a c t i o n m a x k i n e t i c s o f t h e c o a l i f i c a t i o n p r o c e s s ( K a r w e i l , 1 9 5 6 ) . I n g e n e r a l t h e r e i s a t r e n d t o w a r d s i n c r e a s i n g R o a t d e p t h a l t h o u g h t h e r e i s c o n s i d e r a b l e d i s p e r s i o n o f t h e d a t a , m a x S e v e r a l d a t a p o i n t s m a y b e r e a s o n a b l y e l i m i n a t e d . D a t a w h i c h w a s o b t a i n e d f r o m t h e c o r e o f a f l a t t e n e d a n t i c l i n e n e a r t h e h e a d w a t e r s o f D i d e n e C r e e k h a s a n a n o m a l o u s l y l o w R o . B e c a u s e t h e s e a m h e r e c o n s i s t s o f e x t r e m e l y s h e a r e d c o a l , s a m p l e s m a y m a x h a v e b e e n o x i d i z e d w i t h n o r e c o g n i z a b l e o x i d a t i o n r i m s ( B u s t i n , 1 9 8 4 ) . A n o t h e r p o s s i b i l i t y i s t h a t h i g h s t r e s s e s , n o r m a l t o t h e a x i a l p l a n e , i n c u r r e d d u r i n g t h e f l a t t e n i n g s t a g e o f f o l d i n g m i g h t h a v e r e s u l t e d i n a s t r a i n e d r e f l e c t a n c e i n d i c a t r i x , p o s s i b l y l o w e r i n g R o ( B u s t i n e t a l . , i n r e v i e w ) . D a t a o b t a i n e d f r o m t h e w e s t s i d e 116 R0max FIGURE 63: Plots of reflectance versus height above Jackson stratigraphic unit Least squares regressions are expressions of the coalification gradient. Plots of all data (A) and those with anamolous data removed (B) and (C) illustrate that even with all erroneous data removed the function does not explain the stratigraphically highest samples. Two log linear functions are thus suggested to better explain all the data, suggesting that the uppermost units experienced a lower coalification gradient than the lowermost units. 117 o f N a s s L a k e f r o m t h e l o w e r m o s t C u r r i e r u n i t a r e a l s o a n o m a l o u s l y l o w . O x i d a t i o n i s u n l i k e l y i n t h i s a r e a a s t h e m e a s u r e m e n t s a r e r e p r o d u c i b l e a n d h a v e l o w s t a n d a r d e r r o r s . S a m p l e s w e r e , h o w e v e r , c o l l e c t e d f r o m f o l d s w h i c h w e r e e x t e n s i v e l y f l a t t e n e d , s u g g e s t i n g t h e p o s s i b i l i t y o f a t e c t o n i c a p p a r e n t " d e c o a l i f i c a t i o n " . I f t h e s e d i m e n t s i n t h i s a r e a a r e r e s t o r e d t o t h e i r p a l i n s p a s t i c p o s i t i o n r e l a t i v e t o t h e p o s i t i o n o f C u r r i e r s t r a t a f o r w h i c h h i g h e r g r a d i e n t s w e r e c a l c u l a t e d i t i s p o s s i b l e t h a t t h e y m a y h a v e b e e n s e p a r a t e d b y a t l e a s t 2 0 k m . O v e r s u c h a d i s t a n c e t h e b a s i n a l h e a t f l o w m a y h a v e b e e n l a t e r a l l y v a r i a b l e , t h e m o r e w e s t e r l y s e d i m e n t s h a v i n g e x p e r i e n c e d a l o w e r g e o t h e r m a l g r a d i e n t t h a n t h e m o r e e a s t e r l y s e d i m e n t s , r e s u l t i n g i n l o w e r R o f o r m a x s i m i l a r b u r i a l d e p t h . T h i s i s f u r t h e r s u p p o r t e d b y t h e h i g h r e f l e c t a n c e v a l u e s ( 5 . 0 % R o ) i n t h e b a s a l C u r r i e r r e c o g n i z e d b y B u s t i n ( 1 9 8 4 ) i n t h e e a s t e r n m a r g i n o f t h e c o a l f i e l d a n d b y t h e a p p a r e n t l o w r e f l e c t a n c e v a l u e s ( < 2 . 5 % R o ) m e a s u r e d b y E s s o g e o l o g i s t s i m m e d i a t e l y w e s t o f t h e s t u d y a r e a ( E s s o , o r a l c o m m . , 1 9 8 5 ) V a r i a t i o n s o f t h i s m a g n i t u d e e x c l u d e t h e p o s s i b i l i t y o f d e t a i l e d a n a l y s i s s u c h a s s e a m c o r r e l a t i o n , a l t h o u g h m o r e g e n e r a l c o n c l u s i o n s a s t o c o a l i f i c a t i o n g r a d i e n t s a n d d e p t h o f b u r i a l a r e p r o b a b l y n o t i n v a l i d a t e d . D e t e r m i n a t i o n o f C o a l i f i c a t i o n G r a d i e n t s I t i s t h e o r e t i c a l l y p o s s i b l e t o r e c o n s t r u c t a p a l e o g e o t h e r m a l g r a d i e n t f r o m a c a l c u l a t e d c o a l i f i c a t i o n g r a d i e n t A s s u m i n g a c o n s t a n t g e o t h e r m a l g r a d i e n t w i t h d e p t h , B u s t i n e t a l . ( 1 9 8 5 ) i n d i c a t e d t h a t t h e s l o p e o f a p l o t o f l o g R o v e r s u s d e p t h w a s m a x p r o p o r t i o n a l t o t h e g e o t h e r m a l g r a d i e n t a n d t h e s u b s i d e n c e h i s t o r y . F i g u r e 5 7 i l l u s t r a t e s a r e g r e s s e d c o a l i f i c a t i o n g r a d i e n t f o r ( A ) , a l l t h e d a t a ( B ) , d a t a e x c l u d i n g t h a t w h i c h c a n b e l o g i c a l l y e l i m i n a t e d , a n d ( C ) , d a t a w i t h a n y a n o m a l o u s l y l o w v a l u e s e l i m i n a t e d . F r o m t h e s e p l o t s i t i s o b v i o u s t h a t a l o g l i n e a r f u n c t i o n d o e s n o t y i e l d a p e r f e c t f i t , e s p e c i a l l y f o r c o a l s o f l o w e r r a n k ( i . e . , D e v i l s C l a w a n d M c E v o y u n i t c o a l s ) . T h i s i s n o t s u r p r i s i n g i n t h a t t h e g e o t h e r m a l g r a d i e n t a n d , h e n c e t h e c o a l i f i c a t i o n g r a d i e n t , c a n b e r e l a t e d t o h e a t f l o w f r o m : 118 Q = K . G where Q=heat flow, K= thermal conductivity, G = thermal gradient. A s i l l u s t r a t e d i n a n e a r l i e r C h a p t e r , t h e l o w e r p o r t i o n o f t h e s t r a t i g r a p h y i s c o m p o s e d d o m i n a n t l y o f s h a l e s a n d s i l t s t o n e s w h e r e a s t h e u p p e r s e c t i o n h a s a m u c h h i g h e r p e r c e n t a g e o f s a n d s t o n e a n d c o n g l o m e r a t i c m a t e r i a l . A s s u m i n g a K . f o r s h a l e o f 1 . 6 W / m ° C a n d a K f o r s a n d s t o n e o f 3 . 6 W / m ° C ( G r e t e n e r , 1 9 8 1 ) , i t i s p o s s i b l e t o c a l c u l a t e t h e v a l u e o f K g i v e n v a r i o u s c o m b i n a t i o n s o f t h e t w o , a s s u m i n g t h a t a b u l k c o n d u c t i v i t y c a n b e a p p r o x i m a t e d b y a l i n e a r c o m b i n a t i o n o f r o c k c o m p o n e n t s : Sshale feandsi K ( W / m ° Q 1 0 0 0 1 . 6 9 0 1 0 1 . 8 8 0 2 0 2 . 0 7 0 3 0 2 . 2 6 0 4 0 2 . 4 5 0 5 0 2 . 6 4 0 6 0 2 . 8 3 0 7 0 3 . 0 2 0 8 0 3 . 2 1 0 9 0 3 . 4 0 1 0 0 3 . 6 A s s u m i n g a u n i f o r m l y d i s t r i b u t e d h e a t f l o w a n d g l o b a l a v e r a g e g e o t h e r m a l g r a d i e n t s ( 3 0 C / k m - 4 5 C / k m ) , a n i n c r e a s e o f 2 0 % s h a l e i n t h e b u l k l i t h o l o g y c a n r e s u l t i n a n i n c r e a s e o f 1 0 ° C / k m i n t h e g e o t h e r m a l g r a d i e n t T h u s t h e D e v i l s C l a w a n d M c E v o y u n i t s w o u l d b e e x p e c t e d t o h a v e a g e o t h e r m a l g r a d i e n t s o m e w h a t l o w e r t h a n t h e C u r r i e r a n d J a c k s o n u n i t s . R e - e v a l u a t i n g t h e d a t a i n t e r m s o f t h i s r e l a t i o n s h i p s u g g e s t s f i t t i n g t w o o r m o r e l o g - l i n e a r f u n c t i o n s r a t h e r t h a n o n e t o t h e d a t a . F i g u r e 6 3 D i l l u s t r a t e s a p o s s i b l e f i t o f t w o r e g r e s s e d c u r v e s t o t h e d a t a w h i c h b e t t e r e x p l a i n s t h e d i s t r i b u t i o n o f r e f l e c t a n c e v a l u e s i n t h e u p p e r M c E v o y a n d D e v i l s C l a w u n i t s . I n o r d e r t o a r r i v e a t a p a l e o g e o t h e r m a l g r a d i e n t f o r t h i s d a t a t h e a p p r o a c h u s e d b y B u s t i n ( 1 9 8 3 , 1 9 8 4 ) i s u t i l i z e d w h e r e a s p e c i f i c b u r i a l h i s t o r y i s m o d e l l e d f o r 119 v a r i o u s g e o t h e r m a l g r a d i e n t s a n d a t h e o r e t i c a l c o a l i f i c a t i o n g r a d i e n t i s o b t a i n e d f o r c o m p a r i s o n w i t h a c t u a l m e a s u r e d g r a d i e n t s . Calculation of Maximum Depth of Burial B u s t i n ( 1 9 8 4 ) e s t i m a t e d 3 , 5 0 0 m t o b e t h e m a x i m u m d e p t h o f b u r i a l f o r t h e C u r r i e r u n i t , b a s e d o n p u b l i s h e d t h i c k n e s s e s f o r t h e S u s t u t G r o u p ( E i s b a c h e r , 1 9 7 4 ) a n d a n e s t i m a t e o f t h e t h i c k n e s s o f t h e e r o d e d D e v i l s C l a w u n i t s . A n a l t e r n a t e m e t h o d i s t o p r o j e c t t h e r e g r e s s e d c o a l i f i c a t i o n c u r v e ( s ) t o a n R o v a l u e o f 0 . 2 0 m a x w h i c h i s t h e a s s u m e d s t a r t i n g r e f l e c t a n c e o f a c o a l a t s h a l l o w b u r i a l ( M i d d l e t o n , 1 9 7 2 ) . F i g u r e 6 4 A & B i l l u s t r a t e s s u c h a n e x t r a p o l a t i o n a s s u m i n g : 1 . a s i n g l e c o a l i f i c a t i o n g r a d i e n t w h i c h i s a l e a s t s q u a r e s , fit t o a l l d a t a ; a n d 2 . a l o w e r c o a l i f i c a t i o n g r a d i e n t f o r t h e M c E v o y a n d D e v i l s C l a w u n i t s t h a n f o r t h e u n d e r l y i n g u n i t s . F o r a n i n i t i a l r e f l e c t a n c e o f 0 . 2 t h e r a n g e i n b u r i a l i s f r o m 4 6 0 0 m ( c a s e 1 ) t o 5 , 5 0 0 m ( c a s e 2 ) ; s u g g e s t i n g a p p r o x i m a t e l y a n a d d i t i o n a l 2 , 6 0 0 t o 3 , 5 0 0 m o f s e c t i o n a b o v e t h e p r e s e n t u p p e r m o s t s t r a t a o f t h e D e v i l s C l a w u n i t w h i c h h a s b e e n r e m o v e d . T h i s t h i c k n e s s i n c l u d e s a l l o r a p o r t i o n o f t h e T a n g o C r e e k F o r m a t i o n f o r r e a s o n s t h a t a r e e x p l a i n e d e l s e w h e r e ( C h a p t e r 6 a n d B u s t i n , 1 9 8 4 ) T h e a s s u m p t i o n t h a t t h e z e r o m a t u r i t y l e v e l i s r e p r e s e n t e d b y a r e f l e c t a n c e o f 0 . 2 % R o m a x i s b a s e d o n M i d d l e t o n ( 1 9 7 2 ) . B u s t i n ( 1 9 8 4 ) a n d E n g l a n d ( 1 9 8 4 ) b o t h u t i l i z e a z e r o m a t u r i t y l e v e l r e f l e c t a n c e o f 0 . 1 5 % R o b a s e d o n t h e r e f l e c t a n c e m a x o b s e r v e d i n i m m a t u r e w o o d y m a t e r i a l . U t i l i z i n g a z e r o l e v e l v a l u e o f 0 . 1 5 % R o i n m a x t h e B o w s e r s t u d y r e s u l t s i n a n a d d i t i o n a l 7 0 0 m o f b u r i a l , a s s u m i n g a n e x p o n e n t i a l c o a l i f i c a t i o n g r a d i e n t f o r t h e e n t i r e r a n g e o f t h e c o a l i f i c a t i o n p r o c e s s . I n b a s i n s w h e r e d e p o s i t i o n i s r a p i d a n d r e s i d e n c e t i m e i s s h o r t , t h e r m a l e q u i l i b r i u m w i t h b a s e m e n t d e r i v e d h e a t f l u x m a y n o t b e a t t a i n e d ( B u s t i n e t a l . , 1 9 7 7 : F i g . 3 ; B o s t i c k e t a l . , 1 9 7 8 : F i g . 6 ; E n g l a n d , 1 9 8 4 ) . I n t h e s e a r e a s t h e c o a l i f i c a t i o n g r a d i e n t b e l o w 0 . 3 5 % R o m a y b e l i n e a r r a t h e r t h a n e x p o n e n t i a l ( E n g l a n d , 1 9 8 5 ) . T h e f i n a l i n c r e m e n t s o f 120 6 0 0 0 1 5 5 0 0 -^ 5 0 0 0 -£ " 4 5 0 0 -». 'c 3 4 0 0 0 j » 3 5 0 0 -3 0 0 0 o 2 5 0 0 a ~ 2 0 0 0 ® 1 5 0 0 data from Devil's Claw, upper McEvoy m=4J)5 x 10 m/cycte R : .867 7 5 ' o.'e 'o !8 i I 5 — n i T T O o data from Jackson, Currier, lower McEvoy fli=4£8x1(r m/cycte 4 5 6 7 8 9 1 0 Rgmax F I G U R E 64: Extrapolation of coalification gradients to an assumed initial reflectance of 0.2% Ro . The intersection corresponds to the maximum depth of burial of the max units assuming a pre-tectonic peak of coalification, and using a log linear function (B) which is a best fit for all data and a log linear function (A) which is a best fit for the upper 800 m of exposed section, to fit the data. m=slope of function as expressed by metres/magnitude change in reflectance. See text for further discussion. 1 2 1 b u r i a l m a y b e c o n t e m p o r a n e o u s w i t h d e p o s i t i o n ( a s w o u l d b e e x p e c t e d i n a p r o g r a d i n g f o r e l a n d m o l a s s e b a s i n ) w h i c h s u g g e s t s t h a t t h e r m a l e q u i l i b r i u m m a y n o t h a v e b e e n a t t a i n e d f o r a p o r t i o n o f t h e L a t e C r e t a c e o u s s e d i m e n t a r y h i s t o r y . A d e c r e a s e i n e s t i m a t e d b u r i a l d e p t h w o u l d t h u s b e a c o n s e q u e n c e o f a s s u m i n g t h a t t h e r m a l e q u i l i b r i u m w a s n o t r e a c h e d . F o r t h e p u r p o s e s o f t h i s s t u d y z e r o m a t u r i t y l e v e l e x t r a p o l a t e d b u r i a l d e p t h s o f 5 , 5 0 0 m a n d 4 , 6 0 0 m a r e t h o u g h t t o b e r e a s o n a b l e a v e r a g e s . Determination of Paleogeothermal Gradient and Paleotemperatures I t i s g e n e r a l l y a g r e e d t h a t t h e l e v e l o f o r g a n i c m a t u r a t i o n i s d i r e c t l y d e p e n d e n t o n t h e t i m e - t e m p e r a t u r e h i s t o r y w h i c h t h e o r g a n i c m a t e r i a l h a s p a s s e d t h r o u g h ( T e i c h m u l l e r a n d T e i c h m u l l e r , 1 9 8 2 ) . K a r w e i l ( 1 9 5 6 ) d e m o n s t r a t e d t h a t t h e c o a l i f i c a t i o n r e a c t i o n c a n b e d e s c r i b e d b y t h e f i r s t o r d e r r e a c t i o n k i n e t i c s o f t h e A r r h e n i u s e q u a t i o n : K = A e x p ( - E / R T ) where E— activation energy, T— absolute temperature, A — frequency factor, K—reaction constant, R = universal gas constant. F r o m t h i s r e l a t i o n s h i p K a r w e i l c o n s t r u c t e d a n o m o g r a m b a s e d o n a n a s s u m e d a c t i v a t i o n e n e r g y o f 8 . 4 k c a l s / m o l e f o r t h e e n t i r e r a n g e o f t h e c o a l i f i c a t i o n p r o c e s s . G i v e n t h e d u r a t i o n o f b u r i a l , m a x i m u m t e m p e r a t u r e i s d e r i v e d b y g r a p h i c a l i n t e r p o l a t i o n . A l t h o u g h K a r w e i l s r e l a t i o n s h i p i s s t i l l u t i l i z e d , m o s t c o a l p e t r o l o g i s t s n o w p r e f e r m e t h o d s w h i c h a s s u m e a n i n t e g r a l o f t h e a c t i v a t i o n e n e r g i e s o f t h e v a r i o u s p r o c e s s e s i n v o l v e d i n c o a l i f i c a t i o n a n d t h a t t h e l e v e l o f o r g a n i c m a t u r a t i o n i s a n i n t e g r a t i o n o f t h e e n t i r e t i m e - t e m p e r a t u r e h i s t o r y o f t h e s t r a t a ( e g : L o p a t i n , 1 9 7 1 ; W a p l e s , 1 9 8 0 ; M i d d l e t o n , 1 9 8 2 ; G r e t e n e r , 1 9 8 1 ) . T h e L o p a t i n m e t h o d ( s e e W a p l e s , 1 9 8 0 ) a s s u m e s t h a t . c o a l i f i c a t i o n i n c r e a s e s e x p o n e n t i a l l y w i t h t e m p e r a t u r e a n d l i n e a r l y w i t h t i m e . T h e m e t h o d c o n s i d e r s e a c h 1 0 ° C i n c r e m e n t o f h e a t i n g a n d t h e d u r a t i o n o f e a c h i n c r e m e n t t o c a l c u l a t e i n t e r v a l m a t u r a t i o n s . T h e t o t a l m a t u r a t i o n ( T T I ) i s t h e s u m o f t h e i n t e r v a l 1 2 2 m a t u r a t i o n s : _ v n m a x n . T T I = Z . A T n ( r ) n m i n where nmin and nmax are the lowest and highest temperature intervals, n=the number of temperature intervals, and r=2, if the assumption is made that the maturation doubles for every 10° C increment of heating. B u s t i n e t a l . ( 1 9 8 5 ) i l l u s t r a t e d t h a t t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n T T I a n d v i t r i n i t e r e f l e c t a n c e i s g i v e n b y : R o = - 0 . 1 0 5 2 8 l o g T T I + 0 . 2 0 6 4 7 l o g T T P + 0 . 5 0 1 1 I t i s o b v i o u s f r o m t h e a b o v e r e l a t i o n s h i p s t h a t t h e m o s t i m p o r t a n t , f a c t o r i n c o a l i f i c a t i o n i s t e m p e r a t u r e . G r e t e n e r a n d C u r t i s ( 1 9 8 2 ) p o i n t e d o u t t h a t i n t h e O l e u m m e t h o d ( m o d i f i e d L o p a t i n a p p r o a c h ) a t v e r y l o w t e m p e r a t u r e s ( < 5 0 ° C ) t h e r a t e o f o r g a n i c m e t a m o r p h i s m i s e x t r e m e l y s l o w a n d t i m e i s r e l a t i v e l y u n i m p o r t a n t . A s w e l l , a t h i g h t e m p e r a t u r e s ( > 1 3 0 ° C ) t h e r e a c t i o n p r o c e e d s a t a v e r y r a p i d r a t e a n d t i m e a g a i n i s r e l a t i v e l y u n i m p o r t a n t . B a r k e r ( 1 9 8 3 ) n o t e d t h a t d a t a c o l l e c t e d f r o m a r e l a t i v e l y y o u n g g e o t h e r m a l a r e a fit a m o d e l w h e r e t h e l e v e l o f o r g a n i c m e t a m o r p h i s m i s s o l e l y a n e x p o n e n t i a l f u n c t i o n o f t e m p e r a t u r e w h e r e a s t h e e f f e c t s o f t i m e a r e l o s t a m o n g s t t h e v a r i o u s s o u r c e s o f e r r o r . P r i c e ( 1 9 8 3 ) , b a s e d o n s i m i l a r e m p i r i c a l r e a s o n i n g , s u g g e s t e d t h a t m u l t i p l e o r d e r r a t h e r t h a n f i r s t o r d e r k i n e c t i c s d e s c r i b e d t h e c o a l i f i c a u o n p r o c e s s a n d t h a t t i m e h a s n o o b s e r v a b l e e f f e c t A c u r s o r y a n a l y s i s o f t h e c u r v e s p r e s e n t e d b y P r i c e ( 1 9 8 3 ) a n d B a r k e r ( 1 9 8 3 ) i n d i c a t e , b a s e d o n a s t r i c t c o r r e l a t i o n o f t e m p e r a t u r e t o R ° r a n c j ' t h a t w i t h i n t h e s t u d y a r e a r o c k s o f t h e C u r r i e r w o u l d h a v e b e e n s u b j e c t e d t o t e m p e r a t u r e s o f a p p r o x i m a t e l y 3 5 0 ° C a n d a g e o t h e r m a l g r a d i e n t o f 7 5 ° C / k m . O n a r e g i o n a l b a s i s t h e C u r r i e r w o u l d t h u s h a v e b e e n e x p o s e d t o t e m p e r a t u r e s l o c a l l y i n e x c e s s o f 4 0 0 ° C w i t h a g e o t h e r m a l g r a d i e n t o f 8 0 ° C / k m . , w h i c h i s t w i c e t h e v a l u e g e n e r a l l y q u o t e d a s a g l o b a l a v e r a g e . A l s o , s u c h t e m p e r a t u r e s a n d a b u r i a l d e p t h o f 5 k m s h o u l d h a v e p l a c e d r o c k s w i t h i n t h e G r e e n s c h i s t f a c i e s i f 1 2 3 n o t t h e A l b i t e E p i d o t e H o r n f e l s f a d e s o f m e t a m o r p h i s m ( T u r n e r , 1 9 8 1 ) . I n t h i s s t u d y ( C h a p t e r 5 ) t h e s t r a t i g r a p h i c a l l y d e e p e s t r o c k s e x a m i n e d ( J a c k s o n u n i t ) a r e o f s u b - g r e e n s c h i s t g r a d e . I t i s s u g g e s t e d t h a t t h e e f f e c t o f t i m e c a n n o t b e d i s r e g a r d e d c o m p l e t e l y a n d , u n t i l f u r t h e r e x p e r i m e n t a l w o r k p r o v e s o t h e r w i s e , t h a t t h e a p p r o a c h o f L o p a t i n ( 1 9 7 1 , W a p l e s , 1 9 8 0 ) , M i d d l e t o n ( 1 9 8 2 ) a n d G r e t e n e r a n d C u r t i s ( 1 9 8 2 ) i s p r e s e n t l y t h e m o r e s a t i s f a c t o r y . I n t h i s s t u d y , L o p a t i n ' s T T I w a s c a l c u l a t e d a n d t h e c o n v e r s i o n o f R o t o m a x T T I ( B u s t i n e t a l . , 1 9 8 5 ) w a s u t i l i z e d . T h e b u r i a l - u p l i f t h i s t o r y u t i l i z e d w a s f o r m u l a t e d f r o m t h e f i e l d a n d l a b o r a t o r y o b s e r v a t i o n s w h i c h h a v e b e e n o u t l i n e d e l s e w h e r e i n t h i s s t u d y . B r i e f l y , t h e c o a l b e a r i n g C u r r i e r s e q u e n c e w a s d e p o s i t e d a p p r o x i m a t e l y 1 6 0 . M a a g o ( O x f o r d i a n ) a n d w a s p r o g r e s s i v e l y b u r i e d t o t h e e n d o f d e p o s i t i o n o f t h e D e v i l s C l a w u n i t a p p r o x i m a t e l y 1 0 0 M a a g o . T h e r o c k s w e r e t h e n u p l i f t e d ; b a s e d o n t h e a n g u l a r u n c o n f o r m a b l e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e B o w s e r L a k e G r o u p r o c k s a n d t h e o v e r l y i n g T a n g o C r e e k F o r m a t i o n ( E i s b a c h e r , 1 9 7 4 a , 1 9 8 1 ) . D e p o s i t i o n a n d f u r t h e r b u r i a l o c c u r r e d u n t i l a p p r o x i m a t e l y 7 0 M a a g o , t h e p r o b a b l e t i m e o f d e p o s i t i o n f o r t h e B r o t h e r s P e a k F o r m a t i o n ( C a m p a n i a n t o M a e s t r i c h t i a n ; M a c K e n z i e , 1 9 8 5 ) a s m o l a s s e i n t h e p r o g r a d i n g f o r e l a n d b a s i n . F r o m t h e M a e s t r i c h t i a n o n w a r d s t h e r o c k s w i t h i n t h e s t u d y a r e a a r e c o n s i d e r e d t o h a v e b e e n u p l i f t e d a t a c o n s t a n t r a t e t o t h e i r p r e s e n t d a y l e v e l o f e x p o s u r e . D u e t o t h e i n s e n s i t i v i t y o f t h e L o p a t i n m e t h o d t o t i m e o v e r m o s t o f t h e t e m p e r a t u r e r a n g e , t h e t i m i n g o f u p l i f t h a s l i t t l e e f f e c t o n r a n k o f t h e o r g a n i c m a t t e r . A s s u c h , a g r e a t d e a l o f a c c u r a c y i n t h e t i m e c o n s t r a i n t s o f u p l i f t i s n o t n e c e s s a r y f o r t h e m o d e l t o y i e l d u s e f u l r e s u l t s . I t h a s a l r e a d y b e e n i l l u s t r a t e d t h a t t h e p e a k o f o r g a n i c m a t u r a t i o n a n d h e n c e t h e g r e a t e s t t e m p e r a t u r e w a s r e a c h e d p r i o r t o t h e i n i t i a l d e f o r m a t i o n . B a s e d o n t h e c a l c u l a t e d r e l a t i o n s h i p o f R o t o d e p t h , i t m a x i s s u g g e s t e d t h a t t h e d e p t h t o w h i c h t h e C u r r i e r w a s b u r i e d i n t h i s p a r t o f t h e b a s i n i s b e t w e e n 4 , 6 0 0 - 5 , 5 0 0 m . T h e b u r i a l m o d e l i n c o r p o r a t e d h e r e a r b i t r a r i l y a s s u m e s i n i t i a l b u r i a l o f t h e C u r r i e r u n i t t o a p p r o x i m a t e l y 3 , 6 0 0 m p r i o r t o t h e m i n o r u p l i f t e v e n t 1 2 4 A s s u m i n g a n u p l i f t o f 5 0 0 m , t h e r e s u l t a n t e s t i m a t e d t h i c k n e s s o f t h e T a n g o C r e e k F o r m a t i o n i n t h e s t u d y a r e a w o u l d b e e i t h e r 1 , 5 0 0 m o r 2 , 5 0 0 m , w h i c h i s c o n s i s t e n t w i t h i t s m a x i m u m t h i c k n e s s n e a r t h e e a s t e r n m a r g i n o f t h e b a s i n o f 1 , 5 0 0 m ( E i s b a c h e r , 1 9 7 4 ) . F i g u r e 6 5 r e p r e s e n t s t w o p o s s i b l e b u r i a l m o d e l s f o r t h e C u r r i e r u n i t w h i c h c o r r e s p o n d t o c a s e 1 ( b u r i a l t o 4 , 6 0 0 m ) a n d c a s e 2 ( b u r i a l t o 5 , 5 0 0 m ) a s d e f i n e d a b o v e . O t h e r m o d e l s w h i c h w e r e a t t e m p t e d v a r i e d t h e t i m e i n t e r v a l s o f b u r i a l b y f a c t o r s a s l a r g e a s 2 0 M a a n d t h e a m o u n t o f i n i t i a l u p l i f t b y 5 0 0 m . T h e a b s o l u t e T T I a n d h e n c e R o w h i c h w a s r e a c h e d w a s , h o w e v e r , n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t m a x ° f r o m t h e m o d e l s p r e s e n t e d h e r e , s u g g e s t i n g t h e o v e r w h e l m i n g i n f l u e n c e o f t e m p e r a t u r e . T h e e x p o n e n t i a l c h a n g e i n c o a l r a n k d u r i n g b u r i a l f o r g e o t h e r m a l g r a d i e n t s o f 3 0 ° / k m , 4 0 ° C / k m a n d 5 0 ° C / k m a s p r e d i c t e d b y t h e L o p a t i n m e t h o d ( s e e W a p l e s , 1 9 8 0 ) a r e i l l u s t r a t e d i n F i g u r e 6 6 . T h e s t r a i g h t l i n e p o r t i o n o f t h e c u r v e f o l l o w i n g t h e m i n o r u p l i f t e v e n t a t 9 0 M y i s c o n s i d e r e d t o r e p r e s e n t t h e m o d e l l e d c o a l i f i c a t i o n g r a d i e n t ( B u s t i n , 1 9 8 4 ; B u s t i n e t a l . , 1 9 8 5 ) . T h e s l o p e s f o r t h e v a r i o u s a s s u m e d g e o t h e r m a l g r a d i e n t s a r e : C a s e 1 slope C a s e 2 s l o p e 3 0 ° / k m 8 , 2 6 0 m / c y c l e 3 0 ° / k m 5 , 4 4 0 m / c y c l e 4 0 ° / k m 4 , 6 8 0 m / c y c l e 4 0 ° / k m 4 , 4 8 0 m / c y c l e 5 0 ° / k m 4 , 4 0 0 m / c y c l e 5 0 ° / k m 4 , 3 9 0 m / c y c l e Where cycle refers to an order of magnitude increase in reflectance. F o r c a s e 1 t h e o b s e r v e d d a t a s u g g e s t a s l o p e o f a p p r o x i m a t e l y 4 , 5 8 0 m / c y c l e w h e r e a s f o r c a s e 2 a s l o p e o f 4 , 9 5 0 m / l o g c y c l e w a s o b t a i n e d , l n e i t h e r c a s e t h e 5 0 ° C / k m 125 Time (My) 170 160 150 140 130 120 110 100 9 0 8 0 70 6 0 5 0 4 0 3 0 20 10 0 1 ' 1 L ' " 1 1 - — - i 1 i_ i I 1 I L • bur ia l to 4 6 0 0 m bur ia l to 5 5 0 0 m _ . - 5 0 0 •1000 -1500 - 2 0 0 0 dep^ - 2 5 0 0 3" - 3 0 0 0 - 3 5 0 0 - 4 0 0 0 - 4 5 0 0 - 5 0 0 0 - 5 5 0 0 •6000 HGTJRE 65: Burial history for the lowest Currier unit, assuming burial to 4600 metres (solid line) and 5500 metres (dotted line). See text for discussion. 0.4 0.6 0.8 1 S 6 7 8 9 ' ' ' R0max (%) T 0 -500 -1000 -1500 -2000 O CD -2500 -3000 £ -3500 -4000 -4500 -5000 •5500 -6000 0.2 0.4 0.6 0.8 1 _i 1 — i — i — i i i B R0max (%) FIGURE 66: Plot of reflectance versus depth of burial for modelled burial histories involving A: burial to 4600 metres and B: burial to 5500 metres, the straight line portion of the curves following minor uplift are represetative of the coalification gradients. Note that following final uplift there is very" little change in Ro max suggesting the overwhelming importance of temperature in the coalification process. 1 2 7 g e o t h e r m a l g r a d i e n t m o d e l m a y b e r u l e d o u t i n t h a t t h e m a x i m u m R o a t t a i n e d i n t h e m o d e l i s s i g n i f i c a n t i y h i g h e r t h a n m e a s u r e d i n t h i s s t u d y . F i g u r e 6 7 c o m p a r e s t h e r e l e v a n t m o d e l l e d c o a l i f i c a t i o n g r a d i e n t s w i t h t h e c a l c u l a t e d v a l u e s a n d i l l u s t r a t e s t h a t a p a l e o - g e o t h e r m a l g r a d i e n t o f 3 0 ° C / k m t o 4 0 ° C / k m i s c o n s i s t e n t w i t h c o a l r e f l e c t a n c e s f r o m t h e B o w s e r L a k e G r o u p s t r a t i g r a p h y . A s s u m i n g t h e s e g r a d i e n t s t o b e r e p r e s e n t a t i v e , i t i s t h u s p o s s i b l e t o d e t e r m i n e t h e m a x i m u m t e m p e r a t u r e t o w h i c h t h e r o c k s w e r e e x p o s e d a n d t h e d u r a t i o n o f t i m e t h a t t h e r o c k s s p e n t i n a n y g i v e n t e m p e r a t u r e r a n g e ( F i g u r e 6 8 ) . S u c h a n a l y s i s s u g g e s t s t h a t t h e m a x i m u m t e m p e r a t u r e r o c k s o f t h e l o w e r m o s t C u r r i e r a n d u p p e r m o s t J a c k s o n u n i t s w e r e e x p o s e d t o i s a p p r o x i m a t e l y 1 8 0 - 2 3 0 ° C a n d t h a t t h e s e r o c k s r e m a i n e d a t t e m p e r a t u r e s a b o v e 1 5 0 ° C f o r a p e r i o d o f b e t w e e n 1 5 a n d 8 0 M a . A s p r e v i o u s l y n o t e d t h e a s s u m p t i o n o f e i t h e r a 0 . 1 5 % R o z e r o m a t u r a t i o n m a x l e v e l o r t h e r m a l d i s e q u i l i b r i u m b e l o w R o = 0 . 3 5 % r e s u l t s i n t h e a d d i t i o n o r m a x s u b t r a c t i o n o f s e v e r a l h u n d r e d m e t r e s f r o m t h e e s t i m a t e d b u r i a l d e p t h . T h e s e v a r i a t i o n s r e s u l t i n a n e s t i m a t e d v a r i a t i o n o f n o g r e a t e r t h a n 1 0 ° C i n t h e p r e d i c t e d m a x i m u m b u r i a l t e m p e r a t u r e . A s w e l l , t h e c h a n g e i n c a l c u l a t e d p a l e o g e o t h e r m a l g r a d i e n t i s n e g l i g i b l e . I t i s o b v i o u s , h o w e v e r , t h a t a b e t t e r u n d e r s t a n d i n g o f t h e c o a l i f i c a t i o n p r o c e s s i s n e c e s s a r y t o y i e l d m o r e a c c u r a t e e s t i m a t e s o f p a l e o t e m p e r a t u r e s . 128 % Romax FIGURE 67: Reflectance (Ro ) versus depth (metres) relationships for calculated max coalification gradients (solid lines) from the lower part of the stratigraphy (B arrow) and the upper part of the stratigraphy (A arrow) and modelled coalification gradients for burial to 4600 metres depth (dashed line) and 5500 metres depth (dashed and dotted lines) for geothermal gradients of 30° C/km and 40° C/km. It is apparent that the paleo-geothermal gradient in the area ranged between 30° C/km and 40° C/km. 129 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 — i i i i 1 1 i i i l i i 1 • • • burial to 4600 m 250 T ime ( M a ) •300 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 - | I I I I l l l l I I I l ' 1 • \ Q 300 Time ( M a > FIGURE 68: Time-temperature history for the lower Currier unit assuming the determined paleo-geothermal gradient range of 30° C/km to 40° C/km for burial to 4600 metres and 5500 metres. Stippled area represents the range in temperatures experienced by the lower Currier unit during burial and uplift. 5 . D I A G E N E S I S / M E T A M O R P H I S M O F U P P E R B O W S E R I . A K F , G R O U P SEDIMENTS A n a n a l y s i s o f d i a g e n e s i s a n d l o w g r a d e m e t a m o r p h i s m i n t h e n o r t h e r n p o r t i o n o f t h e G r o u n d h o g C o a l f i e l d b y m e a n s o f p e t r o l o g i c a n d x - r a y a n a l y s i s o f a s t r a t i g r a p h i c a l l y r e p r e s e n t a t i v e s e t o f s a m p l e s w a s c a r r i e d o u t i n o r d e r t o f u r t h e r e v a l u a t e t h e b o u n d a r y c o n d i t i o n s a c t i v e d u r i n g b u r i a l a n d u p l i f t , A c o m p a r i s o n o f t h e s e r e s u l t s w i t h t h e c o n c l u s i o n s d r a w n f r o m c o a l i f i c a t i o n s t u d i e s ( C h a p t e r 4 ) i n t h e s t u d y a r e a a s w e l l a s f r o m o t h e r b a s i n s , a l l o w s f o r a c o m p a r i s o n o f o r g a n i c a n d i n o r g a n i c p a l e o g e o t h e r m o m e t r y . 5 . 1 P R E V I O U S S T U D I E S O F M E T A M O R P H I S M I N T H E B O W S E R B A S I N P r i o r t o t h i s s t u d y t h e d e g r e e o f m e t a m o r p h i s m o f U p p e r B o w s e r L a k e G r o u p r o c k s h a s b e e n p o o r l y d o c u m e n t e d . M a l l o c h ( 1 9 1 4 , p . 1 9 1 ) r e p o r t e d t h a t : I n p l a c e s t h e b l a c k s h a l e s o f t h i s f o i m a t i o n ( H a z e l t o n F o r m a t i o n - e q u i v a l e n t t o J a c k s o n u n i t i n t h i s s t u d y ) h a v e b e e n m e t a m o r p h o s e d i n t o s c h i s t a n d e v e n t h e s a n d s t o n e s h a v e i n s o m e c a s e s d e v e l o p e d e n o u g h m i c a c e o u s m a t e r i a l t o g i v e t h e m a s l i g h t l y s c h i s t o s e l o o k . B u c k h a m a n d L a t o u r ( 1 9 5 0 ) s u g g e s t t h a t t h e a r e a s c h a r a c t e r i z e d b y t h e s e " s c h i s t s " a r e c o n n e c t e d w i t h l i n e s o f t h r u s t f a u l t s t h a t t r a v e r s e t h e r e g i o n . A l t h o u g h r o c k s i n t h e a r e a o f t e n h a v e p e n e t r a t i v e c l e a v a g e , t h e t e r m " s c h i s t o s e " a s g e n e r a l l y u s e d ( B o r r a d a i l l e , 1 9 8 2 ) i s n o t a p p l i c a b l e . A r e g i o n a l c o m p i l a t i o n o f m e t a m o r p h i c f a c i e s p r e s e n t i n t h e C a n a d i a n C o r d i l l e r a i n d i c a t e s r o c k s e x p o s e d i n t h e B o w s e r B a s i n a r e u n m e t a m o r p h o s e d ( M o n g e r a n d H u t c h i s o n , 1 9 7 1 ) T i p p e r a n d R i c h a r d s ( 1 9 7 6 ) s t a t e t h a t M e s o z o i c r o c k s w i t h i n t h e I n t e r m o n t a n e B e l t a l l d i s p l a y s u b - g r e e n s c h i s t g r a d e m e t a m o r p h i s m . T h i s s t a t e m e n t , t h o u g h p e r h a p s s o m e w h a t p r e m a t u r e , i s a n a c c u r a t e g e n e r a l i z a t i o n f o r t h e p o s t - B a t h o n i a n s e d i m e n t s e x p o s e d i n t h e s t u d y a r e a . T h e o n l y d e t a i l e d e x a m i n a t i o n o f m e t a m o r p h i c a l t e r a t i o n i n t h e r e g i o n w a s c o n d u c t e d b y R e a d a n d E i s b a c h e r ( 1 9 7 4 ) o n r o c k s f r o m t h e s t r a t i g r a p h i c a l l y h i g h e r T a n g o C r e e k a n d B r o t h e r s P e a k F o r m a t i o n s o f 1 3 0 1 3 1 t h e S u s t u t B a s i n i m m e d i a t e l y e a s t o f t h e s t u d y a r e a . T h e s e a u t h o r s d e s c r i b e e x t e n s i v e z e o l i t i z a t i o n , a l b i t i z a t i o n a n d c l a y m i n e r a l a u t h i g e n e s i s i n t u f f s a n d t u f f a c e o u s s e d i m e n t s . A r e c e n t c o m p i l a t i o n o f r e g i o n a l m e t a m o r p h i c f a d e s d i s t r i b u t i o n s i n t h e C a n a d i a n C o r d i l l e r a h a s a t t e m p t e d t o i n c o r p o r a t e c o a l r e f l e c t a n c e d a t a f r o m t h e B o w s e r B a s i n a s a n i n d e x o f m e t a m o r p h i c g r a d e ( P . B . R e a d , o r a l c o m m . , 1 9 8 5 ) . 5 . 2 T H I S S T U D Y . G E N E R A L S T A T E M E N T T h e r o c k s s t u d i e d f i t w e l l t h e g e n e r a l c a t e g o r y o f " b u r i a l m e t a m o r p h i s m " a s d e f i n e d b y C o o m b s ( 1 9 6 1 ) w h e r e r o c k s h a v e u n d e r g o n e s o m e d e g r e e o f m e t a m o r p h i s m w i t h o u t a c o n c o m i t a n t d e v e l o p m e n t o f m i c a - d e f i n e d s c h i s t o s i t y . A s s u m i n g t h a t t h e r e i s a n a p p r o a c h t o w a r d s e q u i l i b r i u m i n r o c k s o f t h i s g r a d e , t h a t t e m p e r a t u r e i s t h e m o s t i m p o r t a n t f a c t o r i n d e t e r m i n i n g g r a d e ( F y f e , 1 9 7 4 ) a n d b y t a k i n g a s i m p l e s c e n a r i o o f P I T „ = P , i t i s p o s s i b l e t o p r e d i c t t h e a n t i c i p a t e d s t a b l e a s s e m b l a g e s b a s e d o n H 2 0 t o t a l 6 p u b l i s h e d r e a c t i o n c u r v e s ( e . g . , Z e n a n d T h o m p s o n , 1 9 7 4 ) a n d t h e c a l c u l a t e d t e m p e r a t u r e - p r e s s u r e h i s t o r y o f s e d i m e n t s i n t h e s t u d y a r e a ( C h a p t e r 4 ) . F i g u r e 6 9 i l l u s t r a t e s t h a t u n d e r i d e a l c o n d i t i o n s t h e d e e p e s t u n i t s s t u d i e d ( J a c k s o n u n i t ) s h o u l d d i s p l a y a s s e m b l a g e s o f z e o l i t e f a d e s , a n d t h a t z e o l i t e g r a d e r o c k s s h o u l d b e p r e s e n t a s h i g h i n t h e s t r a t i g r a p h i c p i l e a s t h e M c E v o y u n i t , a s s u m i n g t h e c o a l i f i c a t i o n m o d e l p r o p o s e d i s c o r r e c t I f e i t h e r c o n d i t i o n s P T T _ < P _ . , o r P T T _ = P „ . , < P H 2 0 f l u i d H 2 0 f l u i d t o t a l e x i s t e d f o r p r o t r a c t e d p e r i o d s o f t i m e , t h e t e m p e r a t u r e s o f d e h y d r a t i o n r e a c t i o n s a r e l o w e r e d c o n s i d e r a b l y ( L i o u , 1 9 7 1 ) a n d a s s e m b l a g e s o f e v e n h i g h e r g r a d e a r e a n t i c i p a t e d . B a s e d o n e m p i r i c a l o b s e r v a t i o n s ( e . g . . M a x w e l l a n d H o w e r , 1 9 6 7 ; B u r s t , 1 9 6 9 ; M u f f l e r a n d W h i t e , 1 9 6 9 ; P e r r y a n d H o w e r , 1 9 7 0 ) a n d l i m i t e d e x p e r i m e n t a l d a t a ( e . g . , E b e r l a n d H o w e r , 1 9 7 6 ; E b e r l , 1 9 7 8 ) t h e c l a y m i n e r a l a s s e m b l a g e s a r e e x p e c t e d t o v a r y a s a f u n c t i o n o f b u r i a l d e p t h ( i . e . , p r e s s u r e a n d t e m p e r a t u r e ) i n r e s p o n s e t o p r o g r e s s i v e d e h y d r a t i o n . I n g e n e r a l t h i s p r e d i c t e d v a r i a t i o n f a v o r s t h e s t a b i l i t y o f c l a y s w i t h n o n - e x p a n d a b l e l a y e r s a t t h e e x p e n s e o f s m e c t i t e s . 132 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 T E M P E R A T U R E ° C HGURE 69: P-T space for low-grade metamorphism with relevant reactions plotted (after Zen and Thompson, 1974). Note that the assumed burial history for Bowser Basin sediments places them within the laumontite stability field at pH20=Tp^^ and at slightly higher grade if pHjCXp . 1 3 3 5 . 2 . 1 P E T R O L O G I C O B S E R V A T I O N S I n t h i n s e c t i o n i d e n t i f i a b l e a u t h i g e n i c m i n e r a l s i n c l u d e : a l b i t e , c a l c i t e - d o l o m i t e - a n k e r i t e , c h l o r i t e , m i c a , u n c l a s s i f i e d c l a y m i n e r a l s , a n d q u a r t z . T h e a s s e m b l a g e c a l c i t e ( o r o t h e r c a r b o n a t e ) + k a o l i n i t e ( o r o t h e r c l a y m i n e r a l ) + q u a r t z + w a t e r i s c o n s i d e r e d t o b e t h e e q u i v a l e n t s t a b l e a s s e m b l a g e f o r a c a l c i c z e o l i t i c a s s e m b l a g e i n a C 0 2 r i c h , f l u i d d o m i n a t e d s y s t e m ( Z e n , 1 9 6 1 ; G h e n t a n d M i l l e r , 1 9 7 4 ; G h e n t , 1 9 7 9 ) . A l b i t e a s a m e t a s o m a t i c a l t e r a t i o n o f m o r e c a l c i c p l a g i o c l a s e ( e . g . , C o o m b s i t a l , 1 9 5 9 ) o r p e r t h i t e a n d p o t a s h f e l d s p a r s ( M i d d l e t o n , 1 9 7 2 ) i s a l s o t h o u g h t t o b e a c o m m o n m i n e r a l i n s e d i m e n t s s u b j e c t e d t o d e e p b u r i a l a n d h i g h d i a g e n e t i c t e m p e r a t u r e s ( B l a t t . e t . a l , 1 9 8 0 ) ; T h e t o t a l a s s e m b l a g e d e s c r i b e d , i s a p p a r e n t l y q u i t e c o m m o n i n o t h e r a r e a s w h e r e r o c k s h a v e b e e n s u b j e c t e d t o l o w g r a d e m e t a m o r p h i c c o n d i t i o n s ( e . g . , M u f f l e r a n d W h i t e , 1 9 6 9 ) . C l a y m i n e r a l s a n d m i c a s r e c o g n i z e d i n t h i n s e c t i o n o c c u r a s r a n d o m l y o r i e n t e d c r y s t a l l i t e s i n r o c k s w h i c h a r e r e l a t i v e l y f r e e o f p r e s s u r e s o l u t i o n e f f e c t s a n d i n o p e n p o r e s p a c e s a s c r y s t a l l i t e s p a r a l l e l t o c l e a v a g e d i r e c t i o n s i n r o c k s w h i c h h a d b e e n s u b j e c t t o p r e s s u r e s o l u t i o n . I n c l e a v e d r o c k s , c h l o r i t e a n d m i c a s c o m m o n l y o c c u r a s p h y l l o s i l i c a t e b e a r d s o n q u a r t z a n d c h e r t g r a i n s ( F i g u r e 7 0 ) . I n t h i n s e c t i o n m i c a p o l y t y p e s a r e g e n e r a l l y i n d e t e r m i n a t e . R e l a t i o n s h i p s n o t e d i n t h i n s e c t i o n s u g g e s t t h a t c l a y p r e c i p i t a t i o n i s b o t h p r e - a n d s y n - t e c t o n i c i n o r i g i n . Q u a r t z a s a c e m e n t i s r a r e a l t h o u g h i t h a s b e e n i d e n t i f i e d i n s e v e r a l s a m p l e s . ( F i g u r e 7 1 ) . A l t h o u g h t h e p a r a g e n e s i s i s i n d e f i n i t e i t a p p e a r s t h a t q u a r t z c e m e n t o c c u r s a s o v e r g r o w t h s a n d p r e d a t e d p r e c i p i t a t i o n o f c l a y p o r e f i l l e r s . Q u a r t z a s a v e i n f i l l e r h o w e v e r , w a s p r e s u m a b l y l a t e r ( C h a p t e r 3 ) . E x a m i n a t i o n o f a n u m b e r o f p l a g i o c l a s e g r a i n s f r o m 2 5 t h i n s e c t i o n s r e p r e s e n t a t i v e o f a s t r a t i g r a p h i c s e c t i o n w i t h t h e a i d o f t h e u n i v e r s a l s t a g e 2 a n d b y m e a n s o f r e f r a c t i v e o i l s ( P . B . R e a d o r a l c o m m . , 1 9 8 5 ) d e t e r m i n e d t h a t 2 W h e r e l o c a t e d g r a i n s w h i c h a l l o w e d f o r a - n o r m a l d e t e r m i n a t i o n t e c h n i q u e s a l w a y s y i e l d e d A b 1 0 0 T h e a p p l i c a t i o n o f t h e M i c h e l L e v y t e c h n i q u e y i e l d e d e x t i n c t i o n a n g l e s w h i c h r a n g e d f r o m + 1 4 ° t o + 2 0 ° . A s s u m i n g t h a t t h e c o m p o s i t o n i s u n i m o d a l y i e l d s a c o m p o s t i o n o f A b ^ o a n d A b 9 6 - A b 1 0 0 f o r a m u l t i m o d a l c o m p o s i t i o n . F I G U R E 7 0 : C l a y m i n e r a l s g r o w i n g a s s t r a i n s h a d o w s o r " b e a r d s " ( t i p o f a r r o w s ) d e t r i t a l c h e r t g r a i n s . C = c h e r t , p s s = p r e s s u r e s o l u t i o n s e a m , A = a n k e r i t i z e d d o l o m i t e g r a i n . H G U R E 7 1 : S E M p h o t o g r a p h o f e u h e d r a l q u a r t z o v e r g r o w t h s ( Q ) i n a m e d i u m g r a i n e d l i t h a r e n i t e f r o m t h e C u r r i e r u n i t . 1 3 6 c o m p o s i t i o n s r a n g e f r o m a p p r o x i m a t e l y Abioo t o n o l e s s t h a n A b 9 4 . I n t h e r o c k s i n v e s t i g a t e d a l b i t e o c c u r s a s a r e p l a c e m e n t p r o d u c t o f r e l i c t p l a g i o c l a s e o f u n k n o w n o r i g i n a l c o m p o s t i o n ( F i g u r e 7 2 ) a n d , l e s s c o m m o n l y , a s i n t e r s t i t i a l m a t e r i a l . A l b i t e w h i c h h a s g r o w n f r o m s o l u t i o n i s p r e s e n t i n b o t h g r e y w a c k e s a n d c a r b o n a t e s a n d i s c h a r a c t e r i z e d b y e u h e d r a l c r y s t a l o u t l i n e s , w e l l d e v e l o p e d a l b i t e t w i n l a m e l l a e a n d a l a c k o f i n c l u s i o n s . L a t e r r e p l a c e m e n t o f a l b i t e g r a i n s b y c a r b o n a t e i s c o m m o n i n a l l s a m p l e s i n v e s t i g a t e d . C a r b o n a t e o c c u r s a l m o s t e x c l u s i v e l y a s a l a t e r e p l a c e m e n t f e a t u r e ( w i t h t h e e x c e p t i o n o f t h e p r e v i o u s l y d e s c r i b e d v e i n - f i l l i n g c a r b o n a t e ) . I t v a r i e s i n e x t e n t f r o m o n l y s l i g h t r e p l a c e m e n t o f e x i s t i n g f e l d s p a r g r a i n s t o a l m o s t c o m p l e t e r e p l a c e m e n t o f a l l g r a i n s p r e s e n t ( F i g u r e 7 3 A , B & C ) . C a r b o n a t e p h a s e s i d e n t i f i e d : b y t h i n s e c t i o n a n d x - r a y a n a l y s i s a r e d o m i n a n t l y d o l o m i t e a n d a n k e r i t e w i t h l e s s a b u n d a n t c a l c i t e . T h i n s e c t i o n a n d x - r a y a n a l y s i s i n d i c a t e t h a t a n k e r i t e f o r m e d a s a r e p l a c e m e n t o f d o l o m i t e ( F i g u r e 7 4 ) . I n s e v e r a l s a m p l e s c a r b o n a t e c e m e n t h a s o v e r g r o w n c l e a v a g e s e l v a g e s a s w e l l a s r e p l a c e d e x i s t i n g g r a i n s ( F i g u r e 7 3 C ) . I n o n e s p e c i m e n c a r b o n a t e r e p l a c e m e n t a p p e a r s t o i n c r e a s e t o w a r d s a c a r b o n a t e - f i l l e d v e i n s u g g e s t i n g t h a t C a " a n d C C y " ~ r i c h f l u i d s e n t e r e d t h e r o c k v i a f r a c t u r e s y s t e m s . I t i s t h u s s u g g e s t e d t h a t p r e c i p i t a t i o n o f c a r b o n a t e m i n e r a l s w a s m u l t i - s t a g e , s y n - t o p o s t - t e c t o n i c . A b s e n c e o f c r o s s - c u t t i n g r e l a t i o n s h i p s o f o t h e r m i n e r a l s w i t h c l e a v a g e s e l v a g e s s u g g e s t s t h a t g r o w t h o f o t h e r a u t h i g e n i c m i n e r a l s w a s p r e - t o s y n - t e c t o n i c . 5 . 2 . 2 C L A Y M I N E R A L O G Y T h e m o s t r e l i a b l e i d e n t i f i c a t i o n o f c l a y m i n e r a l s i s b y t h e u s e o f x - r a y d i f f r a c t i o n m e t h o d s ( W e a v e r , 1 9 5 8 ) . I n t h a t t h e " t h i c k n e s s " o f t h e c l a y m i n e r a l s ( d e p e n d e n t o n t h e n u m b e r o f t e t r a h e d r a l a n d o c t a h e d r a l l a y e r s a n d t h e m a t e r i a l b e t w e e n t h e l a y e r s ) r e s u l t s i n c h a r a c t e r i s t i c x - r a y d - s p a c i n g s o f 7 A f o r 2 l a y e r s ( 1 : 1 c l a y s ) , 1 0 A f o r 3 l a y e r s ( 2 : 1 c l a y s ) , a n d 1 4 A f o r 4 l a y e r s ( 2 : 1 : 1 c l a y s ) . T h e ( 0 0 1 ) p e a k w h i c h c o r r e s p o n d s t o t h e t r u e l a y e r t h i c k n e s s , i s g e n e r a l l y u s e d f o r i d e n t i f i c a t i o n 1 3 7 F I G U R E 7 2 : A l b i t e ( A ) a s a r e p l a c e m e n t o f d e t r i t a l p l a g i o c l a s e ( 1 ) i n a l i t h a r e n i t e a n d a s a p o r e f i l l e r i n a a r e n a c e o u s s k e l e t a l l i m e r u d s t o n e f r o m t h e u p p e r m o s t J a c k s o n u n i t ( 2 ) . 138 FIGURE 73: Various stages of carbonate replacement A. feldspar grain with minor replacement by carbonate (c) along crystal cleavage surfaces. B. extensive replacement of plagioclase feldspar (P) grains by dolomite (D). C. ubiquitous replacement of grains and masking of pressure solution surfaces by late carbonate precipitation. Q=quartz, RF=rock fragment, C=chert 1 3 8 1 3 9 F I G U R E 7 4 : P h o t o m i C T O g r a p h i l l u s t r a t i n g r e p l a c e m e n t o f d e t r i t a l p l a g i o c l a s e f e l d s p a r b y u n i d e n t i f i e d l o w r e l i e f c a r b o n a t e ( c ; c a l c i t e o r d o l o m i t e ) a n d h i g h r e l i e f a n k e r i t e ( a ) . V a r i o u s s t a g e s o f a n k e r i t i z a t i o n o f p r e - e x i s t i n g c a r b o n a t e g r a i n s i s i n d i c a t e d b y a c h a n g e i n r e l i e f a n d d a r k e n i n g o f t h e m i n e r a l . 1 4 0 p u r p o s e s ( W e a v e r , i b i d ) . O t h e r p e a k s , a r e h o w e v e r , o f t e n c o m p a r e d i n o r d e r t o o b t a i n f u r t h e r i n f o r m a t i o n c o n c e r n i n g c l a y c r y s t a l l o g r a p h y ( D u n o y e r d e S e g o n a z a c , 1 9 7 0 ; S r o d o n , 1 9 8 4 ) . P r o g r e s s i v e d i a g e n e s i s a n d m e t a m o r p h i s m r e s u l t s i n a n i n c r e a s e i n " c r y s t a l l i n i t y " o f a u t h i g e n i c i l l i t e , i n t h a t c o n t i n u a l d e h y d r a t i o n , K ' - f i x a t i o n a n d s t r u c t u r a l r e a r r a n g e m e n t o f i o n s r e s u l t s i n a n i n c r e a s e i n t h e d i m e n s i o n o f c r y s t a l l i t e s a n d r e g u l a r i t y o f t h e l a y e r s ( K i s c h , 1 9 8 3 ) . T w o c o m m o n l y a p p l i e d m e t h o d s b y w h i c h t h i s d e g r e e o f c r y s t a l l i n i t y c a n b e q u a n t i f i e d a r e t h e W e a v e r ( 1 9 6 1 ) s h a r p n e s s r a t i o a n d t h e K u b l e r ( 1 9 6 4 ) c r y s t a l l i n i t y i n d e x . T h e s h a r p n e s s r a t i o i s d e f i n e d a s t h e r a t i o o f t h e ( 0 0 1 ) p e a k h e i g h t a t 1 0 A t o t h e i n t e n s i t y o f t h e p e a k f l a n k a t 1 0 . 5 A . T h e v a l u e o f t h i s r a t i o s h o u l d t h e o r e t i c a l l y i n c r e a s e w i t h p r o g r e s s i v e m e t a m o r p h i s m a s i n c r e a s i n g a m o u n t s o f m i x e d l a y e r c l a y s a r e t r a n s f o r m e d t o d i s c r e t e i l l i t e . K u b l e r ' s c r y s t a l l i n i t y i n d e x r e q u i r e s a m e a s u r e m e n t o f t h e h a l f p e a k h e i g h t w i d t h o f t h e ( 0 0 1 ) i l l i t e r e f l e c t i o n , o r i g i n a l l y m e a s u r e d a n d r e p o r t e d i n m i l l i m e t r e s a n d m o r e r e c e n t l y i n A 2 8 3 K u b l e r ( 1 9 6 8 ) n o t e d t h a t m e a s u r e m e n t s o f t h e s h a r p n e s s r a t i o w e r e m o s t a c c u r a t e w i t h i n t h e d i a g e n e t i c z o n e ( c r y s t a l l i n i t y i n d e x > 0 . 4 A 2 6 ; s h a r p n e s s r a t i o < 2 . 3 ) w h e r e a s t h e c r y s t a l l i n i t y i n d e x w a s p r e f e r a b l e a l h i g h e r g r a d e s . A c o m p a r i s o n o f t h e i n t e n s i t y o f t h e ( 0 0 1 ) i l l i t e p e a k t o t h e i n t e n s i t y o f t h e ( 0 0 2 ) i l l i t e p e a k i s c o n s i d e r e d t o r e f l e c t t h e r a t i o o f A l + + + t o ( F e + + + M g + " ) i n t h e i l l i t e o c t a h e d r a l l a y e r ( E s q u e v i n , 1 9 6 9 ) . P r e s u m a b l y , a n i n c r e a s e i n t h e r a t i o o f I ( 0 0 2 ) / I ( 0 0 1 ) r e f l e c t s t h e i n c r e a s i n g f i x a t i o n o f A l " 1 " " " w h i c h o c c u r s d u r i n g t h e p r o g r e s s i v e a l t e r a t i o n o f m o n t m o r i l l o n i t e t o i l l i t e ( D u n o y e r d e S e g o n z a c , 1 9 7 0 ; K i s c h , 1 9 8 3 ) . I t w a s E s q u e v i n ' s c o n t e n t i o n , b a s e d o n e m p i r i c a l o b s e r v a t i o n s , t h a t o n l y w h e n I ( 0 0 2 ) / I ( 0 0 1 ) > 0 . 2 5 i s i l l i t e c r y s t a l l i n i t y a v a l i d i n d i c a t o r o f m e t a m o r p h i c g r a d e . C o m p a r i s o n o f t h e c l u s t e r o f p o i n t s o n a p l o t o f i l l i t e c r y s t a l l i n i t y v e r s u s I ( 0 0 2 ) / I ( 0 0 1 ) w i t h t h e p r e d i c t e d 3 . I t i s n o w a g r e e d t h a t b y r e p o r t i n g i l l i t e c r y s t a l l i n i t y i n t e r m s o f A 2 9 r o c k s f r o m d i f f e r e n t a r e a s c a n b e c o m p a r e d w i t h o u t t h e e r r o r s w h i c h o c c u r d u e t o d i f f e r e n t a n a l y t i c c o n d i t i o n s ( O g u n y o m i e t a l . , 1 9 8 1 ; I s l a m e t a l . , 1 9 8 2 ; K i s c h , 1 9 8 3 ; S r o d o n , 1 9 8 4 ) . 1 4 1 c l u s t e r i n g f o r i l l i t e s s u b j e c t e d t o v a r y i n g d e g r e e s o f p o s t - d e p o s t i o n a l a l t e r a t i o n ( D u n o y e r d e S e g o n z a c , 1 9 7 0 ; p 3 1 8 ) i s c o m m o n l y u s e d a s a a n a l y t i c t o o l i n t h e d e t e r m i n a t i o n o f m e t a m o r p h i c g r a d e . X - r a y i d e n t i f i c a t i o n o f C l a y S p e c i e s Methods C l a y m i n e r a l a s s e m b l a g e s w e r e i d e n t i f i e d b y x - r a y d i f f r a c t o m e t r y u t i l i z i n g a P h i l l i p s X - r a y g e n e r a t o r . A r e p r e s e n t a t i v e s u i t e o f s a m p l e s o f s i m i l a r l i t h o l o g y ( g e n e r a l l y m u d s t o n e s ) w e r e c r u s h e d a n d s e t t l e d i n d i s t i l l e d w a t e r . A f t e r 8 h o u r s s e t t l i n g t i m e ( b a s e d o n S t o k e s L a w ) t h e < 2 M m f r a c t i o n w a s r e m o v e d f r o m w h i c h o r i e n t e d m o u n t s w e r e m a d e . T h e < 2 u m f r a c t i o n i s c o m m o n l y u t i l i z e d t o a v o i d t h e c o n t a m i n a t i o n b y l a r g e r d e t r i t a l m i c a s ( K i s c h 1 9 8 0 , 1 9 8 3 ) . A l t h o u g h i t i s l i k e l y t h a t s o m e c o n t a m i n a t i o n s t i l l e x i s t s a t t h e < 2 y m s i z e f r a c t i o n ( S r o d o n , 1 9 8 4 ) , t h e c o n v e r g e n c e o f p e a k w i d t h s o f a l l s i z e f r a c t i o n s d u r i n g l a t e d i a g e n e s i s / l o w g r a d e m e t a m o r p h i s m d u e t o m i c a r e c r y s t a l l i z a t i o n v a l i d a t e s t h e u s e o f t h i s s i z e f r a c t i o n f o r q u a l i t a t i v e a n a l y s i s i n t h e s t u d y a r e a . O b s e r v a t i o n s w e r e m a d e o n u n t r e a t e d c l a y s , c l a y s t r e a t e d w i t h a 0 . 5 M K G s o l u t i o n t o a c h i e v e c o n d i t i o n s o f c o n t r o l l e d i o n s a t u r a t i o n ( c e n t r i f u g e t e c h n i q u e a s o u t l i n e d i n J a c k s o n , 1 9 5 6 ) , a n d c l a y s w h i c h w e r e g l y c o l a t e d i n a d e s i c c a t o r t o a l l o w i d e n t i f i c a t i o n o f e x p a n d a b l e l a y e r e d c l a y s . S a m p l e s w e r e t h e n h e a t e d a t 5 5 0 ° C f o r a p e r i o d o f 2 . 5 h o u r s i n o r d e r t o d i s c r i m i n a t e b e t w e e n k a o l i n i t e a n d 7 A c h l o r i t e . T h e a n a l y t i c a l c o n d i t i o n s a p p l i e d i n t h i s s t u d y w e r e : 1 . C u K r a d i a t i o n , N i f i l t e r a 2 . T i m e c o n s t a n t = 1 - 2 s e c o n d s 3 . C h a r t s p e e d = 2 c m / m i n u t e 4 . S c a n s p e e d = 2 ° 2 6 / m i n u t e 5 . R a n g e = 2 x l 0 2 - 2 x l 0 3 6 . S c a n r a n g e = 3 ° - 3 0 ° 2 6 T h e a n a l y s i s r e p o r t e d h e r e i n v o l v e d q u a l i t a t i v e i d e n t i f i c a t i o n o f m i n e r a l p h a s e s p r e s e n t 1 4 2 i n e a c h s a m p l e a n d m e a s u r e m e n t o f t h e d e g r e e o f i l l i t i z a t i o n o f e x p a n d a b l e c l a y s i n t h e s a m p l e s . Results of Analyses T a b l e I l i s t s t h e p r i m a r y b a s a l r e f l e c t i o n s o f t h e v a r i o u s m i x e d l a y e r c l a y s a n d t h e i r a l t e r a t i o n s u n d e r c o n d i t i o n s o f e t h y l e n e g l y c o l a t i o n a n d h e a t i n g . T a b l e I I i l l u s t r a t e s t h e b a s a l r e f l e c t i o n s f o r v a r i o u s n o n - s w e l l i n g p h y l l o s i l i c a t e s i n o r i e n t e d s a m p l e s . I n g e n e r a l , s m e c t i t e s o r m i x e d l a y e r c l a y s w i t h p r o p o r t i o n s o f s m e c t i t e i n t h e m w i l l e x p a n d f o l l o w i n g g l y c o l a t i o n . U p o n h e a t i n g t o 5 5 0 ° C a l l c l a y s o t h e r t h a n p u r e i l l i t e a n d c h l o r i t e a n d i l l i t e / c h l o r i t e m i x e d l a y e r s c o l l a p s e e i t h e r t o 1 0 A i n t h e c a s e o f i l l i t i c m i x e d l a y e r s , o r 1 2 A i n t h e c a s e o f c h l o r i t i c m i x e d l a y e r s . F i g u r e 7 5 ( b a c k p o c k e t ) i l l u s t r a t e s t h a t m a n y o f t h e s a m p l e s t r e a t e d w i t h K C 1 e x h i b i t e n h a n c e d p e a k s e p a r a t i o n i n t h e r a n g e 1 0 A - 2 0 A d u e t o f i x a t i o n o f K 4 i o n s ( K i s c h , 1 9 8 0 ) i n t h e i n t e r l a y e r s . T h e c l a y p h a s e s i d e n t i f i e d ( i . e . , s e e F i g u r e 7 5 ) u s i n g t h e r e l a t i o n s h i p s f r o m T a b l e s I a n d I I i n t h e r a n g e 3 ° t o 2 0 ° 2 6 a r e g i v e n i n T a b l e I I I . I n g e n e r a l t h e a s s e m b l a g e k a o l i n i t e , i l l i t e , c h l o r i t e , a n d v a r i o u s m i x e d l a y e r e d c l a y s i s s t a b l e t h r o u g h o u t t h e s t r a t i g r a p h i c s e c t i o n w i t h n o a p p e a r a n c e o r d i s a p p e a r a n c e o f p h a s e s . 4 T h e p r e s e n c e o f e x p a n d a b l e l a y e r c l a y s t h r o u g h o u t t h e s u c c e s s i o n i s f u r t h e r i l l u s t r a t e d b y F i g u r e 7 6 w h i c h d e m o n s t r a t e s t h e c h a n g e i n 2 0 u p o n h e a t i n g a g l y c o l a t e d s a m p l e v e r s u s t h e R o o f a s s o c i a t e d c o a l y m a t e r i a l ( s h o w n t o b e r o u g h l y m a x e q u i v a l e n t t o d e p t h i n C h a p t e r 4 ) ; s a m p l e s w h i c h i l l u s t r a t e t h e g r e a t e s t c h a n g e c o n t a i n t h e g r e a t e s t p r o p o r t i o n o f e x p a n d a b l e l a y e r c l a y s . A n a l y s i s o f x - r a y s c a n s i n t h e i n t e r v a l 2 0 ° - 3 0 ° 2 6 d e m o n s t r a t e s t h a t w h i t e m i c a ( p a r a g o n i t e a n d / o r m a r g a r i t e ) o c c u r s i n a l m o s t a l l s a m p l e s ( e x c e p t i o n C R S 1 ) a n d a m i x e d l a y e r p a r a g o n i t e / m u s c o v i t e i n L R S 1 , L R S 2 , L R S 3 , C R S 1 4 a n d 1 2 2 8 ( F i g u r e 7 7 ) . A l t h o u g h a n a l y s i s o f t h e ( 0 0 6 ) r e f l e c t i o n o f t h e w h i t e m i c a c o m p o n e n t ( s ) s u g g e s t e d t h e n o n - m u s c o v i t e m e m b e r w a s 4 s a m p l e s 1 2 2 8 , 1 2 3 1 a n d 1 2 3 2 a r e f r o m t h e D e v i l s C l a w u n i t , s a m p l e s C R S 1 4 , C R S 1 0 , 1 2 3 5 a n d 1 2 3 7 a r e f r o m t h e M c E v o y u n i t , s a m p l e s 1 2 3 9 , C R S 6 , L R S 1 , L R S 2 a n d L R S 3 a r e f r o m t h e C u r r i e r u n i t , s a m p l e C R S 1 i f f r o m t h e J a c k s o n u n i t 143 HGURE 76: Change in peak width upon glycolation of a KC1 saturated specimen. The two samples with a large increase in peak width upon glycolation are also samples with paragonite/muscovite mixed layers as well as paragomte/Na-mondnorillinite mixed layers. 144 30 28 28 24 2S i — i — i — i — i — i — i — l CRS 1 4 CRS10 1235 1239 CRS6 LRS2 LRS 1 Ws CRS 1 1 I I I—1—I—1 1 « ~ 30 28 26 24 * e F I G U R E 7 7 : x - r a y d i f f r a c t o g r a m t r a c e s f o r ( 0 0 6 ) r e f l e c t i o n s o f m u s c o v i t e ( M U ) a n d p a r a g o n i t e ( P A ) . T h e b r o a d s p r e a d b e t w e e n 3 . 3 5 A a n d 3 . 2 1 A r e p r e s e n t s p a r a g o n i t e / m u s c o v i t e m i x e d l a y e r s . 1 4 5 T a b l e I D-SPACINGS FOR CLAY MINERALS ( a f t e r Milliot, 1964) Mineral Normal Glycolated Heated 14A M 14 18 10 M-V 14 15.8 10 M-C 14 16 12 V 14 14 10 CH-V 14 14 12 CH 14 14 14 M-V 14 15.8 10 M-CH 12.5 16 12 12A M 12.5 18 10 1 - M 12 13.8 10 1 - V 12 12 10 1 - C H 12 12 12 1-12A M 11 13.8 10 1 10 10 10 T a b l e I I D - S P A C I N G S O F P H Y L L O S I L I C A T E S ( a f t e r F r e y , 1 9 7 8 ) mineral I Q C L D XDD2) {006} (0010) k a o l i n i t e 7.15-7.2 3.57 2.38 p y r o p h y l l i t e 9.2 4.6 3.07 1.84 m u s c o v i t e , 10 5.03 3.35 2.01 p a r a g o n i t e 9.65 4.82 3.21 1.93 m a r g a r i t e 9.65 4.82 3.20 1.91 c h l o r i t e 14.1-14.3 7.06-7.10 4.68-4.72 2.82-2.86 T a b l e I I I I D E N T I F I C A T I O N O F C L A Y M I N E R A L Sample Clay M i n e r a l Assemblage %Ro 1 2 2 8 : K , I , C H , M , I - M , C - V 2 . 1 0 1 2 3 1 : K , 1 , C H , I - M , C - V 2 . 3 3 1 2 3 2 : K , C H , J.-M(?) 2 . 3 5 C R S 1 4 : K , I , C H , I - M 2 . 6 0 C R S 1 0 : K , I , C H , M , 1 - M ( ? ) 2 . 7 8 1 2 3 5 : K , I , C H , M , I - M 2 . 9 7 1 2 3 7 : K , I , C H , I - M ( ? ) 3 . 3 2 1 2 3 9 : K , I , C H , 1 - M 3 . 5 2 C R S 6 : K , I , C H , I - M 3 . 9 6 L R S 1 : K , I , C H , M ( ? ) , I - V 4 . 0 2 L R S 2 : K , I ( ? ) , C H , I - V , 1 - M 4 . 1 3 L R S 3 : I , C H , I-V(?) 4 . 1 4 C R S 1 : K , 1 , I - M , M - C 4 . 6 0 Where K= kaolinite, 1= illite, CH— chlorite, M' = montmorillonite•, J-M — illite/montmorillonite mixed layer, 1-V— illile/vermiculite mixed layer, C-V= chlorite/vermiculite mixed layer, M-C= montmorillonite/'chlorite mixed layer. 1 4 6 p a r a g o n i t e a n d n o t m a r g a r i t e , F r e y ( 1 9 7 8 ) i n d i c a t e d t h a t i t i s o f t e n i m p o s s i b l e t o s e p a r a t e t h e t w o e x c e p t a t h i g h e r o r d e r s o f r e f l e c t i o n ( 0 0 1 0 ) . D i f f r a c t o g r a m s f o r r a n d o m m o u n t s o f t h e s a m p l e s u i t e g e n e r a l l y r e s u l t e d i n v e r y w e a k h i g h o r d e r r e f l e c t i o n s ; p a r a g o n i t e b e i n g i d e n t i f i a b l e a s a w e a k x - r a y p e a k a t 1 . 9 3 A i n o n l y o n e s a m p l e ( L R S 1 ) . I n t h i s s t u d y b o t h t h e i l l i t e ( 0 0 1 ) c r y s t a l l i n i t y i n d e x a n d s h a r p n e s s r a t i o w e r e m e a s u r e d a n d r e c o r d e d f o r n o r m a l , K C 1 s a t u r a t e d , a n d g l y c o l a t e d , o r i e n t e d s a m p l e s ( T a b l e I V ) . F i g u r e 7 8 A & B i l l u s t r a t e s t h e r e l a t i o n s h i p o f c r y s t a l l i n i t y i n d e x o f K C 1 a n d g l y c o l a t e d s a m p l e s t o R o o f c o a l f r o m n e a r b y u n i t s . A l t h o u g h t h e r e a p p e a r s t o m a x b e a g e n e r a l d e c r e a s e i n A 2 6 w i t h i n c r e a s i n g . R o ( i . e . , i n c r e a s i n g d e p t h ) t h e . e x a c t m a x r e l a t i o n s h i p i s n o t c l e a r . F i g u r e 7 9 A & B i l l u s t r a t e s a s i m i l a r p l o t o f s h a r p n e s s r a t i o i n K C 1 a n d g l y c o l a t e d s a m p l e s t o R o . I n t h e g l y c o l a t e d s a m p l e s t h e r e a p p e a r s t o m a x b e n o s i g n i f i c a n t p a t t e r n d e v e l o p e d ( v a l u e s r a n g i n g f r o m a p p r o x i m a t e l y 1 . 7 - 0 . 7 ) w h e r e a s i n t h e K C 1 t r e a t e d s a m p l e a p a t t e r n i s d e v e l o p e d w h i c h i s t h e r e v e r s e o f w h a t s h o u l d b e e x p e c t e d w i t h i n c r e a s i n g d e p t h a n d i n d e e d t h e r e v e r s e o f t h a t n o t e d i n t h e K u b l e r i n d e x . I t i s p o s s i b l e t h a t a c o m b i n a t i o n o f e r r o r s ( K u b l e r , 1 9 6 8 ; K i s c h , 1 9 8 3 ) h a s r e s u l t e d i n t h i s p a t t e r n . T h e l i m i t e d d a t a a v a i l a b l e m a k e s a n y f u r t h e r e v a l u a t i o n i m p o s s i b l e . T h o u g h t h e a s s i g n m e n t o f v a r i o u s a r b i t r a r y d i a g e n e l i c / m e t a m o r p h i c d i v i s i o n s t o p r e - g r e e n s c h i s t g r a d e r o c k s i s o f t e n f u t i l e ( K i s c h , 1 9 8 3 ) , i t i s i n s t r u c t i v e , f o r c o m p a r i s o n p u r p o s e s , t o c l a s s i f y s h a l e s f r o m t h e s t u d y a r e a b a s e d o n o n e s u c h s c h e m e . K u b l e r ( 1 9 6 4 ; 1 9 6 7 ) s u g g e s t e d t h e r e v i v a l o f t h e t e r m f i r s t a p p l i e d b y H a r r a s s o w i t z ( 1 9 2 7 ) o f " a n c h i m e t a m o r p h i s m " t o d e s c r i b e t h i s z o n e . A r b i t r a r i l y K u b l e r a s s i g n e d a l o w e r a n d u p p e r l i m i t t o t h e a n c h i m e t a m o r p h i c z o n e o f 0 . 2 5 A 2 9 a n d 0 . 4 A 2 8 i l l i t e c r y s t a l l i n i t y i n d e x . T h e s e l i m i t s h a v e v a r i e d f r o m a u t h o r t o a u t h o r b a s e d o n t h e a p p e a r a n c e o r d i s a p p e a r a n c e o f m i n e r a l a s s e m b l a g e s p r e s e n t i n t h e i r r e s p e c t i v e s t u d y a r e a s : 1 4 7 2 1-5 x: S 1.3-i co £ 1.1 CO » 0.9 CD 0.7 0.5 0.3 B 0.1 I H m :'Kcl & etelene.glycol' saturated -I 1 1 1 3 4 5 6 %Ro max FIGURE 78: Plot of illite crystallinity index (Kubler index) versus the log of vitrinite reflectance. Stippled band indicates the anchimetamorphic zone as defined originally by Kubler (1964) and refined by Ogunyomi et al. (1980). See text for discussion. 1 4 8 FIGURE 79: Plot of illite crystallinity index (Weaver index) versus the log of vitrinite reflectance. See text for discussion. 1 4 9 T a b l e I V X - R A Y A N A L Y S I S O F I L L I T E S P # C I N 2 / 1 N C I K 2 / 1 K C I G 2 / 1 G R o % 1 2 2 8 0 . 7 5 0 . 5 7 1 . 0 0 0 . 0 3 0 . 8 5 0 . 3 6 2 . 1 0 1 2 3 1 0 . 9 0 0 . 3 8 0 . 6 0 0 . 3 0 . 2 . 3 3 1 2 3 5 0 . 6 0 0 . 9 0 0 . 6 5 0 . 3 0 0 . 6 0 0 . 6 0 2 . 9 7 1 2 3 7 0 . 4 5 0 . 9 0 0 . 6 0 0 . 3 0 0 . 6 5 0 . 3 6 3 . 3 2 1 2 3 9 0 . 3 0 0 . 6 0 0 . 7 0 0 . 5 0 0 . 6 0 0 . 5 5 3 . 5 2 L R S 3 0 . 7 0 0 . 6 0 0 . 7 0 0 . 2 3 0 . 6 0 0 . 4 2 4 . 1 3 L R S 2 1 . 3 5 0 . 6 9 0 . 9 0 0 . 1 5 1 . 5 0 0 . 4 0 4 . 1 4 L R S 1 1 . 4 5 0 . 7 5 0 . 9 0 0 . 1 5 1 . 4 0 0 . 5 0 4 . 0 2 C R S 1 4 0 . 8 0 1 . 0 0 0 . 8 0 0 . 2 5 0 . 7 5 0 . 4 0 2 . 6 0 C R S 1 0 0 . 3 0 1 . 0 0 0 . 6 0 2 . 7 8 C R S 6 0 . 6 5 0 . 2 8 0 . 4 5 0 . 5 4 3 . 9 6 C R S 1 0 . 7 0 0 . 7 1 0 . 6 0 0 . 4 0 0 . 7 5 0 . 2 5 4 . 6 0 w h e r e S P # = s a m p l e n u m b e r ; C I N = K u b l e r I n d e x f o r u n t r e a t e d s a m p l e ; 2 / 1 N = 1 0 0 2 / 1 0 0 1 f o r u n t r e a t e d s a m p l e ; C I K = K u b l e r I n d e x f o r K C 1 t r e a t e d s a m p l e ; 2 / 1 K = 1 0 0 2 / 1 0 0 1 f o r K C 1 t r e a t e d s a m p l e ; C I G = K u b l e r I n d e x f o r g l y c o l a t e d s a m p l e ; 2 / 1 G = 1 0 0 2 / 1 0 0 1 f o r g l y c o l a t e d s a m p l e ; a n d R o % = m a x i m u m r e f l e c t a n c e o f a s s o c i a t e d v i t r i n i t e . A u t h o r r a n e e i n K u b l e r i n d e x K u b l e r ( 1 9 6 7 ) 0 . 2 5 - 0 . 4 F r e y ( 1 9 7 0 ) 0 . 3 0 - 0 . 5 6 F r e y e t a l . ( 1 9 8 0 ) 0 . 5 6 - 0 . 3 0 D u n o y e r d e S e g o n z a c ( 1 9 6 9 ) 0 . 4 1 - 0 . 6 4 C h e n n a u x e t a l . ( 1 9 7 0 ) 0 . 4 • - 0 . 6 4 S a g o n & D . d e S e g o n z a c ( 1 9 7 2 ) 0 . 2 7 - 0 . 3 2 K i s c h ( 1 9 7 8 , 1 9 8 0 ) 0 . 2 1 - 0 . 3 8 O g u n y o m i e t a l . ( 1 9 8 0 ) 0 . 2 3 - 0 . 4 2 I s l a m e t a l . ( 1 9 8 2 ) 0 . 2 4 - 0 . 4 3 A l t h o u g h t h e l a r g e v a r i a b i l i t y i n t h e s e v a l u e s i s q u i t e i m p o r t a n t a n d w i l l b e d i s c u s s e d a t l e n g t h l a t e r , u t i l i z a t i o n o f a b o u n d a r y s i m i l a r t o t h a t o f K u b l e r ( 1 9 6 7 ) , O g u n y o m i e t a l ( 1 9 8 0 ) a n d M a m e t . a l ( 1 9 8 2 ) i s u s e f u l f o r c o m p a r a t i v e p u r p o s e s . T h e t e r m s " a n c h i m e t a m o r p h i c " a n d " a n c h i z o n e " a s w i l l b e u s e d i n t h i s s t u d y t h u s d e f i n e a r a n g e i n c r y s t a l l i n i t y v a l u e s a n d d o n o t i m p l y s p e c i f i c m e t a m o r p h i c b o u n d a r y c o n d i t i o n s . A s 1 5 0 c a n b e s e e n f r o m F i g u r e 8 0 a l l s a m p l e s f r o m t h e s t u d y a r e a f a l l a b o v e t h e z o n e o f a n c h i m e t a m o r p h i s m a n d o c c u r i n a r a n g e c a t e g o r i z e d b y K u b l e r ( 1 9 6 7 ) , O g u n y o m i e t a l . ( 1 9 8 0 ) a n d I s l a m e t a l . ( 1 9 8 2 ) a s l a t e d i a g e n e t i c ( 0 . 4 2 - 0 . 7 2 A 2 0 ) . 5 . 3 D I S C U S S I O N T h e i n c r e a s i n g a t t e n t i o n t h a t h a s b e e n f o c u s e d o n r o c k s s u b j e c t e d t o l a t e d i a g e n e s i s a n d / o r e a r l y m e t a m o r p h i s m h a s l e d m a n y a u t h o r s t o a t t e m p t t o c o r r e l a t e o r g a n i c m e t a m o r p h i c i n d i c a t o r s w i t h i l l i t e c r y s t a l l i n i t y i n d i c e s a n d m i n e r a l a s s e m b l a g e s i n o r d e r t o d e f i n e f a c i e s o r s u b d i v i s i o n s f o r t h e z o n e w h i c h s p a n s t h e i n t e r v a l b e t w e e n b u r i a l a n d t h e a t t a i n m e n t o f g r e e n s c h i s t m e t a m o r p h i c g r a d e ( e . g . , K i s c h , 1 9 7 4 ; H e r r o u x e t a l . , 1 9 7 9 ; K u b l e r e t a l . , 1 9 7 9 ) . C o o m b s ( 1 9 6 1 , p . 2 1 4 ) s t a t e s : C e r t a i n l y a n y m o d e l o f t h e m e t a m o r p h i c p r o c e s s m u s t m a k e p r o v i s i o n f o r a l l c h a n g e s a c c o m p a n y i n g r i s e o f t e m p e r a t u r e a n d p r e s s u r e f o l l o w i n g b u r i a l , a s w e l l a s s u b s e q u e n t e v e n t s w h i c h h a v e l e f t t h e i r i m p a c t o n t h e m i n e r a l o g y o f t h e r o c k . A c o m p a r i s o n o f v i t r i n i t e r e f l e c t a n c e d a t a , c r y s t a l l i n i t y i n d e x a n d t h e m i n e r a l p a r a g e n e s i s m e a s u r e d i n t h e G r o u n d h o g C o a l f i e l d s a m p l e s w i t h s i m i l a r c o m p a r i s o n s f r o m o t h e r a r e a s s h o u l d t h u s b e u s e f u l i n d e l i n e a t i n g c o n d i t i o n s i n t h e G r o u n d h o g a r e a d u r i n g m e t a m o r p h i s m o f t h e s e d i m e n t a r y s e q u e n c e . 5 . 3 . 1 I L L I T E C R Y S T A L L I N I T Y A N D C O A L R A N K K i s c h ( 1 9 7 1 ) d e f i n e d t h e l o w e r a n d u p p e r b o u n d a r i e s c o r r e s p o n d i n g t o K u b l e r ' s a n c h i z o n e a s b e i n g > 2 . 5 % R o , a n d < 5 . 0 % R o , r e s p e c t i v e l y . F r e y e t a l . ( 1 9 8 0 ) r a n d r a n d b a s e d o n t h e d e f i n i t i o n t h a t t h e b e g i n n i n g o f t h e a n c h i z o n e c o r r e s p o n d s w i t h t h e w e t g a s d e a d l i n e , i n c o r p o r a t e d v a l u e s o f 4 . 0 % R o a n d 5 . 0 % R o t o d e f i n e t h e l i m i t s m a x m a x o f t h i s z o n e . O g u n y o m i e t a l . ( 1 9 8 0 ) a n d I s l a m e t a l . ( 1 9 8 2 ) a r b i t r a r i l y p l a c e d b o u n d a r i e s o f 2 . 8 % - 3 . 8 % a n d 2 . 7 % - 5 . 0 % R o , r e s p e c t i v e l y , o n t h e a n c h i z o n e . m a x T a b l e I V i l l u s t r a t e s t h a t f o r c o a l s a m p l e s f r o m t h e s t u d y a r e a a d j a c e n t t o s h a l e s u s e d f o r i l l i t e c r y s t a l l i n i t y i n d e x d e t e r m i n a t i o n s , t h a t a l m o s t a l l s a m p l e s f a l l w e l l 151 %Rorhax FIGURE 80: Correspondence between illite crystallinity index (Kubler index) versus reflectance of the indicated authors and that noted in this study. Stippled band indicates the anchimetamorphic zone as defined originally by Kubler (1964) and refined by Ounyomi et al. (1980). See text for further discussion. Star represents the crystallinity of a synthetic muscovite measured on the. diffractometer used in this study. 1 5 2 w i t h i n t h e a n c h i z o n a l l i m i t s a s d e f i n e d a b o v e . T h i s r e l a t i o n s h i p c o n t r a s t s s i g n i f i c a n t l y t o t h a t n o t e d f o r c r y s t a l l i n i t y i n d e x w h e r e f e w i f a n y s a m p l e s c o u l d b e c l a s s i f i e d a s f a l l i n g w i t h i n t h e a n c h i z o n e . F i g u r e 8 0 i l l u s t r a t e s t h e s e c o m p a r i s o n s m o r e s u c c i n t l y v i a a p l o t o f r e f l e c t a n c e v e r s u s c r y s t a l l i n i t y i n d e x f o r d a t a f r o m F r e y e t a l . , 1 9 8 0 ; K i s c h , 1 9 8 0 ; O g u n y o m i e t a l . , 1 9 8 1 ; I s l a m e t a l . , 1 9 8 2 a n d t h e g l y c o l a t e d s a m p l e s f r o m t h e s e l e c t e d G r o u n d h o g s u i t e . I t i s a p p a r e n t t h a t f o r a g i v e n v i t r i n i t e r e f l e c t a n c e v a l u e t h e d a t a f r o m B o w s e r L a k e G r o u p r o c k s c o r r e s p o n d t o a s i g n i f i c a n t l y l o w e r c r y s t a l l i n i t y i n d e x v a l u e t h a n i n a n y o f t h e o t h e r s t u d i e s c i t e d . T h i s l a c k o f c o r r e l a t i o n i s p e r h a p s n o t a t o d d s w i t h r e l a t i o n s h i p s e l s e w h e r e . K i s c h ( 1 9 8 3 ) s t a t e s t h a t , b a s e d o n a l i t e r a t u r e r e v i e w o f E u r o p e a n , A u s t r a l i a n a n d A m e r i c a n c a r b o n a c e o u s u n i t s , a n t h r a c i t e g r a d e c o a l s w e r e r e l a t e d t o t h e " a n c h i z o n e " i n c e r t a i n a r e a s w h e r e a s t h e y a r e r e l a t e d t o t h e " l a t e d i a g e n e t i c " z o n e i n o t h e r s . I n c e r t a i n a r e a s g r a p h i t e , d o c u m e n t e d a s f o r m i n g f r o m a n t h r a c i t e , i s a l s o a s s o c i a t e d w i t h i l l i t e s o f a n c h i z o n a l c r y s t a l l i n i t y ( Z i n g g e t a l . , 1 9 7 6 ) . F i g u r e 8 1 i l l u s t r a t e s a n E s q u e v i n ( 1 9 6 9 ) p l o t ( i . e . , i n t e n s i t y o f i l l i t e ( 0 0 2 ) / ( 0 0 1 ) v e r s u s K u b l e r i l l i t e c r y s t a l l i n i t y i n d e x ) f o r K C 1 a n d g l y c o l a t e d s a m p l e s . C o m p a r i s o n o f t h e E s q u e v i n p l o t w i t h t h e p r e d i c t e d t r e n d s o f D u n o y e r d e S e g o n z a c ( 1 9 7 0 , p . 3 1 8 ) s u g g e s t s t h a t , b a s e d o n t h e c r y s t a l l i n i t y i n d e x v a l u e s a n d t h e t r e n d t o w a r d s i n c r e a s i n g a l u m i n u m f i x a t i o n i n t h e o c t a h e d r a l l a y e r , t h e r o c k s m a y b e c l a s s i f i e d a s h a v i n g u n d e r g o n e s t r o n g d i a g e n e t i c r e c r y s t a l l i z a t i o n . F r e y e t a l . ( 1 9 8 0 ) , b a s e d o n h o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r e s o b t a i n e d f r o m f l u i d i n c l u s i o n s t u d i e s , i n d i c a t e d t h a t i n g e n e r a l t e m p e r a t u r e s l e s s t h a n 2 0 0 ° C c h a r a c t e r i z e d t h e d i a g e n e t i c z o n e ( > 0 . 5 6 A 2 0 ) w h e r e a s t e m p e r a t u r e s b e t w e e n 2 0 0 ° C a n d 2 7 0 ° C w e r e c h a r a c t e r i s t i c o f t h e a n c h i z o n e ( 0 . 3 0 - 0 . 5 6 A 2 # ) . S i m i l a r i l y , I s l a m a n d H e s s e ( 1 9 8 3 ) i n d i c a t e d t e m p e r a t u r e s g e n e r a l l y b e l o w 2 0 0 ° C f o r t h e d i a g e n e t i c z o n e ( > 0 . 4 3 A 2 0 ) a n d b e t w e e n 2 0 0 ° C a n d 2 7 0 ° C f o r t h e a n c h i m e t a m o r p h i c z o n e ( 0 . 2 4 - 0 . 4 3 A 2 0 ) . A s s u m i n g t h e s e t e m p e r a t u r e s a r e r e p r e s e n t a t i v e t h e n , b a s e d o n t h e a n a l y s i s o f c o a l i f i c a t i o n t e m p e r a t u r e s ( C h a p t e r 4 ) , t h e C u r r i e r u n i t s h o u l d h a v e b e e n e x p o s e d t o 153 1.6-, 1.6-1 1.4-<D w 1.2-1 .e i 1.0H 0.8-'5 0.6-2. 0.4-5 0.2- ethelene glycol saturated i i i I i .2 .4 l I I I 1 1 — .8 1.0 12 illite ( 002/001 ) : Al /Fe & Mg - I 1.6 FIGURE 81: Plot of illite crystallinity index (Kubler index) versus the ratio of intensity of the illite (002) and (001) peaks based on a technique originated by Esquevin (1967) to illustrate the ratio of A l + " to Fe^and Mg~ in the octahedral site. See text for further discussion. 1 5 4 t e m p e r a t u r e s c o n s i s t e n t w i t h t h a t d e f i n e d f o r t h e a n c h i z o n e . I l l i t e c r y s t a l l i n i t y v a l u e s s h o u l d t h u s h a v e a l o w e r K u b l e r i n d e x v a l u e ( i . e . , h i g h e r c r y s t a l l i n i t y ) t h a n w a s a c t u a l l y o b s e r v e d i f e q u i l i b r i u m w a s a t t a i n e d . E x p e r i m e n t a l e v a l u a t i o n o f t h e k i n e c t i c s r e l a t e d t o t h e s m e c t i t e t o i l l i t e t r a n s f o r m a t i o n ( E b e r l a n d H o w e r , 1 9 7 8 ) f u r t h e r s u p p o r t s t h i s p r e d i c t i o n . A s s u m i n g a h i g h [ K V N a + ] , E b e r l a n d H o w e r ( i b i d ) q u o t e a n a c t i v a t i o n e n e r g y f o r t h i s t r a n s f o r m a t i o n o f 1 9 . 6 ± 3 . 5 k c a l / m o l e . B a s e d o n t h e d a t a c o l l e c t e d i n t h e i r s t u d y , a s a m p l e c o n t a i n i n g 1 0 0 % e x p a n d a b l e l a y e r s c o u l d b e r e d u c e d t o l e s s t h a n 2 0 % e x p a n d a b l e l a y e r s i n a s h o r t t i m e a t l o w t e m p e r a t u r e s ( e . g . , 1 5 0 ° C f o r 7 8 d a y s ) . C o m p a r i s o n w i t h t h e k i n e t i c s o f t h e c o a l i f i c a t i o n m o d e l p r e v i o u s l y d e s c r i b e d ( C h a p t e r 4 ) i n d i c a t e s t h a t , f r o m a . k i n e t i c s t a n d p o i n t , c o a l o f f a i r l y l o w r a n k s h o u l d b e a s s o c i a t e d w i t h c l a y s o f l o w p e r c e n t a g e e x p a n d a b l e l a y e r s a n d h e n c e h i g h e r i l l i t e c r y s t a l l i n i t y ; w h e r e a s h i g h r a n k c o a l s w i t h r e l a t i v e l y l o w c r y s t a l l i n i t y i n d e x h a v e b e e n d o c u m e n t e d f o r t h e G r o u n d h o g d a t a a s w e l l a s i n m a n y o t h e r a r e a s ( e . g . , Z i n g g e t a l . , 1 9 7 6 ; F r e y e t a l . , 1 9 8 0 ) . 5 . 3 . 2 M E T A M O R P H I C M I N E R A L A S S E M B L A G E S A N D C O A L R A N K M a n y d i s c r e p e n c i e s e x i s t i n t h e l i t e r a t u r e o n c o r r e l a t i o n o f c o a l r a n k w i t h m e t a m o r p h i c m i n e r a l p a n g e n e s i s . A l t h o u g h l o c a l l y s u c h c o r r e l a t i o n s a r e p r e d i c t a b l e i t i s o f t e n t h e c a s e t h a t c o m p a r i s o n w i t h c o r r e l a t i o n s d e v e l o p e d f o r o t h e r a r e a s i s t e n u o u s a t b e s t S e v e r a l a u t h o r s h a v e s u g g e s t e d t h a t k a o l i n i t e i s d e s t r o y e d a t b u r i a l c o n d i t i o n s w h i c h c o r r e s p o n d t o t h e a t t a i n m e n t o f a n R o > 1 . 5 % ( e . g . , F o s c o l o s e t a l . , 1 9 7 7 ; m a x H e r o u x e t a l . , 1 9 7 9 ; K u b l e r . e t a l . , 1 9 7 9 ) . K i s c h ( 1 9 8 3 ) o n t h e o t h e r h a n d n o t e s t h e p e r s i s t e n c e o f k a o l i n i t e t o h i g h r a n k a n t h r a c i t e g r a d e i n U p p e r C a r b o n i f e r o u s r o c k s f r o m W e s t p h a l i a , W e s t G e r m a n y . K i s c h ( 1 9 7 4 ) i n d i c a t e s t h a t t h e t r a n s i t i o n : a n a l c i m e + q u a r t z a l b i t e i s p r e s e n t i n a l a r g e r a n g e o f c o a l s , f r o m f l a m e c o a l ( 0 . 7 % R o ) i n t h e L e n a C o a l 1 5 5 B a s i n o f n o r t h e r n Y a k u t i a t o g a s c o a l ( 1 . 2 % R o i n t h e T a m w o r t h T r o u g h o f N e w m a x S o u t h W a l e s . K u b l e r e t a l . ( 1 9 7 9 ) b a s e d o n a r e g i o n a l s t u d y o f t h e J u r a , P r e - A l p , H e l v e t i c a n d P e n n i n e a r e a s , d o c u m e n t e d t h e d i s a p p e a r a n c e o f a n a l c i m e a t > 0 . 6 % H ° m a x ' K i s c h ( 1 9 8 3 ) d e s c r i b e s t h e p r e s e n c e o f h e u l a n d i t e - c l i n o p t i l o l i t e a n d a n a l c i m e i n c o a l s r a n g i n g f r o m < 1 . 1 % R o t o c o a l s o f 1 . 3 % R o . H e f u r t h e r n o t e s t h a t m a x m a x l a u m o n t i t e i s a s s o c i a t e d w i t h c o a l s o f h i g h v o l a t i l e b i t u m i n o u s A ( 1 . 1 % R o ) t o m a x m e d i u m v o l a t i l e b i t u m i n o u s ( 1 . 3 % R o ) r a n k i n p a r t s o f R u s s i a , A u s t r a l i a a n d N e w m a x Z e a l a n d , w h e r e a s i t i s a s s o c i a t e d w i t h c o a l s o f l o w v o l a t i l e b i t u m i n o u s ( 1 . 7 5 % - 1 . 9 % R o ) g r a d e i n t h e H e l v e t i c z o n e o f t h e A l p s . T h e o c c u r r e n c e o f p r e h n i t e a n d m a x p u m p e l l y i t e a n d a b s e n c e o f l a u m o n t i t e w a s c o r r e l a t e d w i t h a z o n e o f 3 . 3 % - 4 . 0 % r a n g e i n R o i n c e n t r a l a n d e a s t e r n S w i t z e r l a n d w h e r e a s i n t h e z o n e h o u i l l e r e s o u t h m a x o f B r i a n p o n , p r e h n i t e a n d p u m p e l l y i t e a r e a s s o c i a t e d w i t h r e f l e c t a n c e s w h i c h r a n g e f r o m 3 . 7 2 - 5 . 5 % K ° r a n ( j - H e r o u x e t a l . ( 1 9 7 9 ) c o r r e l a t e t h e a p p e a r a n c e o f p r e h n i t e w i t h a n R o a s l o w a s 1 . 5 % . Q u i n n a n d G l a s s ( 1 9 5 8 ) d e s c r i b e t h e o c c u r r e n c e o f a n t h r a c i t i c m a x c o a l s ( R o = 2 . 5 % - 5 . 0 % ) i n r o c k s o f m u s c o v i t e - c h l o r i t e s u b f a c i e s o f g r e e n s h i s t m a x g r a d e a n d m e t a - a n t h r a c i t e ( > 5 . 0 % R o ) w i t h r o c k s o f t h e b i o t i t e - c h l o r i t e s u b f a c i e s . m a x g r e e n s c h i s t g r a d e i n t h e N a r r a n g a n s e t t B a s i n o f R h o d e I s l a n d U . S . A . . H e r o u x e t a l . ( 1 9 7 9 ) s u g g e s t t h e a p p e a r a n c e o f e p i d o t e ( i n d i c a t i v e o f g r e e n s c h i s t g r a d e , W i n k l e r , 1 9 8 0 ) a t r e f l e c t a n c e s a s l o w a s 2 . 0 % R o ( s e m i - a n t h r a c i t e ) w h e r e a s S t a l d e r ( 1 9 7 9 ) s u g g e s t s m a x t h e a p p e a r a n c e o f e p i d o t e d o e s n o t o c c u r i n t h e T a v e y a n n a z s a n d s t o n e u n t i l t h e a t t a i n m e n t o f 9 9 % f i x e d c a r b o n ( m e t a - a n t h r a c i t e g r a d e ) . K i s c h ( 1 9 7 4 ) i n d i c a t e s t h a t a l t h o u g h g r e e n s c h i s t a s s e m b l a g e s a r e a s s o c i a t e d w i t h h i g h r a n k a n t h r a c i t e s i n P e n n s y l v a n i a t h a t i n s o u t h a n d w e s t e r n A u s t r a l i a g r e e n s c h i s t a s s e m b l a g e s c o n t a i n g r a p h i t e ( R o > 1 0 . 0 % ) . m a x l n s u m m a r y , c o a l s o f a n t h r a c i t e r a n k ( w h i c h h a v e b e e n d o c u m e n t e d i n t h e n o r t h e r n G r o u n d h o g C o a l f i e l d ; B u s t i n , 1 9 8 4 ; C h a p t e r 4 ) a r e r e g i o n a l l y a s s o c i a t e d w i t h r o c k s w i t h m i n e r a l a s s e m b l a g e s r a n g i n g f r o m l o w t e m p e r a t u r e z e o l i t e g r a d e u p t o 1 5 6 g r e e n s c h i s t g r a d e , c o r r e s p o n d i n g t o a t e m p e r a t u r e r a n g e o f a p p r o x i m a t e l y 1 0 0 ° C t o 3 5 0 ° C ( a s s u m i n g t h a t P T T ^ - P , ) . I n a d d i t i o n , a n t h r a c i t i c c o a l s h a v e b e e n H 2 0 t o t a l a s s o c i a t e d w i t h a r a n g e o f K u b l e r i l l i t e c r y s t a l l i n i t y i n d i c e s o f l e s s t h a n 0 . 2 A 2 # ( K i s c h , 1 9 8 0 ; O g u n y o m i e t a l . , 1 9 8 0 ) u p t o g r e a t e r t h a n 0 . 4 5 A 2 0 ( F r e y e t a l . , 1 9 8 0 a n d t h i s s t u d y ; s e e F i g u r e 8 0 ) c o r r e s p o n d i n g t o a r a n g e i n c o n d i t i o n s f r o m " l a t e d i a g e n e t i c " t o " e p i m e t a m o r p h i c " ( i . e . , t r u e m e t a m o r p h i s m ; D u n o y e r d e S e g o n z a c , 1 9 7 0 ) . T h e a p p a r e n t l a c k o f a o n e - t o - o n e c o r r e s p o n d e n c e b e t w e e n o r g a n i c a n d i n o r g a n i c m e t a m o r p h i c t e m p e r a t u r e i n d i c a t o r s s u g g e s t s t h a t e i t h e r p r e s s u r e i s a m o r e d o m i n a n t c o n t r o l i n o n e o f t h e p r o c e s s e s o r f a c t o r s s u c h a s p o r e f l u i d p r e s s u r e a n d c h e m i s t r y , b u l k r o c k c h e m i s t r y a n d p e r m e a b i l i t y a r e m o r e i m p o r t a n t i n o n e p r o c e s s t h a n t h e o t h e r . 5 . 3 . 3 I N O R G A N I C V E R S U S O R G A N I C P A L E O G E O T H R R M O M E T R Y R e l a t i o n s h i p b e w e e n I l l i t e C r y s t a l l i n i t y a n d T e m p e r a t u r e T h e v i e w o f m a n y a u t h o r s ( e . g . , K u b l e r , 1 9 6 7 ; 1 9 6 8 ; P e r r y a n d H o w e r , 1 9 7 3 ; K i s c h , 1 9 8 3 ) t h a t t h e i l l i t i z a t i o n p r o c e s s i s s t r o n g l y t e m p e r a t u r e c o n t r o l l e d h a s r e s u l t e d i n a t t e m p t s t o m a t c h p h a s e t r a n s i t i o n s w i t h c h a r a c t e r i s t i c t e m p e r a t u r e s . T h e c o n v e r s i o n o f m o n t r n o r i l l o n i t e t o i l l i t e / m o n t r n o r i l l o n i t e m i x e d l a y e r s h a s , h o w e v e r , b e e n n o t e d t o b e c o m p l e t e a t t e m p e r a t u r e s a s l o w a s 1 1 5 ° C ( D u n o y e r d e S e g o n z a c , 1 9 7 0 ) o r a l t e r n a t i v e l y a s h i g h a s 2 0 0 ° C ( S a l t o n S e a , M u f f l e r a n d W h i t e , 1 9 6 9 ) o r 2 3 0 ° C ( O h a k i B r o a d l a n d s a r e a o f N e w Z e a l a n d , E s l i n g e r a n d S a v i n , 1 9 7 3 ; W a i r a k e i a r e a . N e w Z e a l a n d , S t e i n e r , 1 9 6 8 ) ; t h u s i n d i c a t i n g t h e s t r o n g i n f l u e n c e o f o t h e r f a c t o r s . T h e e x i s t e n c e o f a r a n g e i n c l a y c o m p o s i t i o n f r o m 1 0 0 % e x p a n d a b l e l a y e r s t o l e s s t h a n 5 0 % e x p a n d a b l e l a y e r s i n a s i n g l e o u t c r o p i s d r a m a t i c e v i d e n c e o f t h e i n d e p e n d e n c e o f t e m p e r a t u r e a n d i l l i t i z a t i o n u n d e r c e r t a i n c o n d i t i o n s ( N a d e a u a n d R e y n o l d s , 1 9 8 1 ) . I n a d d i t i o n t o s i m p l e c o l l a p s e o f t h e e x p a n d a b l e l a t t i c e b y e x p u l s i o n o f i n t e r l a y e r w a t e r , t h e i l l i t i z a t i o n p r o c e s s a l s o i n v o l v e s t h e u p t a k e o f c a t i o n s f r o m 1 5 7 s o l u t i o n , a n d t h e i r l o s s t o i n t e r s t i t i a l s o l u t i o n s ( i e : K + , C a " , N a * ) , t h e i r f i x a t i o n i n t h e i n t e r l a y e r s p a c e a n d t h e i r t r a n s f e r e n c e t o t h e o c t a h e d r a l l a y e r ( D u n o y e r d e S e g o n z a c , 1 9 7 0 ) . E x p e r i m e n t a l e v i d e n c e s u g g e s t s t h a t t h e p r e s e n c e o f l o w [ K V N a + ] , [ K V C a " ] a n d [ K V M g + + ] m a y i n h i b i t t h e t r a n s f o r m a t i o n o f s m e c t i t e t o i l l i t e ( E b e r l a n d H o w e r , 1 9 7 8 ; E b e r l e t a l . , 1 9 7 8 ; R o b e r s o m e a n d L a h a n n , 1 9 8 1 ) r e s u l t i n g i n a t w o - f o l d i n c r e a s e o f a c t i v a t i o n e n e r g y ( a n d h e n c e s l o w e r r e a c t i o n r a t e s ; P y t t e , 1 9 8 2 ) . A l o w a c t i v i t y o f K + h a s b e e n s u g g e s t e d b y T e o d o r o v i c h a n d K o n g u k h o v ( 1 9 7 0 ) a n d H o w e r e t a l . ( 1 9 7 6 ) t o e x p l a i n t h e p r e s e n c e o f a n i l l i t e c r y s t a l l i n i t y l o w e r t h a n p r e d i c t e d f o r a g i v e n t e m p e r a t u r e r a n g e . S u c h l o w K + a c t i v i t y i s e x p e c t e d i n s e d i m e n t s t h a i a r e p o o r i n d e t r i t a l m i c a s a n d p o t a s s i u m r i c h f e l d s p a r s ( S r o d o n a n d E b e r l , 1 9 8 4 ) . I n t h a t t h e i l l i t i z a t i o n p r o c e s s i s m e t a s o m a t i c p e r m e a b i l i t y m a y c o n t r o l r e a c t i o n r a t e s . K u b l e r ( 1 9 6 7 ) , D u n o y e r d e S e g o n z a c ( 1 9 7 0 ) a n d K u b l e r e t a l . , ( 1 9 7 1 ) s u g g e s t e d t h a t l o c a l p e r m e a b i l i t y v a r i a t i o n s m i g h t b e v e r y i m p o r t a n t i n c o n t r o l l i n g t h e d i s t r i b u t i o n o f c l a y s p e c i e s ; a l l o w i n g f o r d e v e l o p m e n t o f m o r e c r y s t a l l i n e i l l i t e s i n s a n d s t o n e s t h a n i n s h a l e s . A n i m p o r t a n t s i d e e f f e c t o f l o w [ K V N a + ] o r [ K V C a + + ] i s t h e t e n d e n c y f o r w h i t e m i c a ( p a r a g o n i t e a n d / o r m a r g a r i t e ) t o f o r m f r o m m o n t m o r i l l o n i t e s a t t h e e x p e n s e o f , o r c o n c o m i t a n t w i t h t h e s i m i l a r t r a n s i t i o n o f m o n t m o r i l l o n i t e t o i l l i t e t o m u s c o v i t e . T h e p a t h w a y b y w h i c h t h i s p r o c e s s o c c u r s i n v o l v e s t h e f o r m a t i o n o f m i x e d l a y e r s c o n t a i n i n g p a r a g o n i t e ( o r m a r g a r i t e ) a n d m o n t m o r i l l o n i t e a n d / o r m i x e d l a y e r s c o n t a i n i n g w h i t e m i c a / m u s c o v i t e . K u b l e r ( 1 9 6 7 ) , F r e y ( 1 9 7 0 ; 1 9 7 8 ) a n d F r e y e t a l . ( 1 9 8 0 ) d o c u m e n t a n a p p a r e n t i n c r e a s e i n i l l i t e c r y s t a l l i n i t y a s m e a s u r e d a t 1 0 A h a l f h e i g h t p e a k w i d t h c a u s e d b y t h e p r e s e n c e o f p a r a g o n i t e a n d / o r m a r g a r i t e . S u c h a n i n c r e a s e r e s u l t s f r o m t h e s l i g h t d i f f e r e n c e i n ( 0 0 1 ) d - s p a c i n g o f w h i t e m i c a s ( 9 . 6 5 A ) a n d i l l i t e ( m u s c o v i t e , 1 0 A ) . T h e g e n e r a l a p p e a r a n c e o f p a r a g o n i t e w i t h i n t h e a n c h i z o n e a s d e f i n e d b y K u b l e r ( 1 9 6 9 ) , l e a d F r e y ( 1 9 7 0 ) t o c l a s s i f y p a r a g o n i t e a n d p a r a g o n i t e / m u s c o v i t e a s a t y p i c a l a s s e m b l a g e i n d i c a t i v e o f a n c h i z o n a l c o n d i t i o n s . 1 5 8 T h e i m p o r t a n c e o f o t h e r c h e m i c a l c o n t r o l s o n t h e i l l i t i z a t i o n p r o c e s s a r e m u c h l e s s w e l l k n o w n . C e r t a i n e x p e r i m e n t a l e v i d e n c e ( E b e r l a n d H o w e r , 1 9 7 8 ; K o s t e r a n d G u g e n h e i m , 1 9 8 4 ) s u g g e s t s t h a t h i g h P d u r i n g h y d r o t h e r m a l a l t e r a t i o n m a y i n h i b i t H 2 0 d e w a t e r i n g a n d c o l l a p s e o f s m e c t i t e s . L o w h y d r o g e n a c t i v i t y ( i . e . , h i g h p H ) i s a l s o t h o u g h t t o f a v o r t h e t r a n s i t i o n o f m o n t m o r i l l o n i t e o r k a o l i n i t e t o i l l i t e a n d m u s c o v i t e i n t h e s y s t e m k a o l i n i t e - m o n t m o r i l l o n i t e - p y r o p h y i l l i t e , p o t a s s i u m f e l d s p a r , m u s c o v i t e - i l l i t e - g i b b s i t e ( S r o d o n , 1 9 8 4 ) . T h e d e c r e a s e o f p H d u r i n g c a r b o x y l a t i o n m i g h t i n f a c t e x p l a i n t h e d o c u m e n t e d o c c u r e n c e o f s u b d u e d i l l i t e c r y s t a l l i n i t y i n c o a l m e a s u r e s ( K u b l e r , 1 9 6 7 ) . R e l a t i o n s h i p b e t w e e n M e t a m o r p h i c M i n e r a l P a r a g e n e s i s a n d T e m p e r a t u r e T h e w i d e t e m p e r a t u r e r a n g e o v e r w h i c h m i n e r a l s o f t h e l a t e d i a g e n e t i c t o e a r l y m e t a m o r p h i c g r a d e a r e s t a b l e s u g g e s t s c o n t r o l s o n m i n e r a l p a r a g e n e s i s b y o t h e r f a c t o r s . A n k e r i t e , f o r e x a m p l e , h a s b e e n n o t e d i n c e r t a i n a r e a s t o b e s t a b l e i n t h e t e m p e r a t u r e r a n g e o f a p p r o x i m a t e l y 8 0 ° C - 1 2 0 ° C ( M u f f l e r a n d W h i t e , 1 9 6 9 ; M a t s u m o t o a n d I j i m a , 1 9 8 1 ) w h e r e a s i n o t h e r a r e a s a n k e r i t e p e r s i s t s t o m u c h h i g h e r t e m p e r a t u r e s ( 1 2 5 - 2 1 0 ° C ; B o l e s , 1 9 7 8 ) . S i m i l a r i l y , c o m p l e t e a l b i l i z a t i o n o f d e t r i t a l f e l d s p a r g r a i n s h a s b e e n d o c u m e n t e d a s o c c u r i n g a t t e m p e r a t u r e s l e s s t h a n 1 2 0 ° C ( e . g . , M e r i n o , 1 9 7 5 ; O g u n y o m i e t a l . , 1 9 8 1 ; B o l e s , 1 9 8 2 ) a s w e l l a s a t h i g h e r t e m p e r a t u r e s ( 1 5 0 ° C - 1 8 0 ° C , G h e n t a n d M i l l e r , 1 9 7 4 ) . I n e i t h e r p r o c e s s , c a t i o n a c t i v i t y i s c o n s i d e r e d t o b e a n i m p o r t a n t f a c t o r c o n t r o l l i n g t h e s i z e o f t h e m i n e r a l s t a b i l i t y f i e l d , l n t h e c a s e o f a n k e r i t e , t h e a c t i v i t y o f F e + 4 a n d M g " i s a n i m p o r t a n t c o n s i d e r a t i o n ( B o l e s , 1 9 7 8 ) , w h e r e a s h i g h a c t i v i t y o f N a + f a v o r s t h e a l b i l i z a t i o n o f m o r e c a l c i c p l a g i o c l a s e f e l d s p a r s ( D i c k i n s o n e l a l . , 1 9 6 9 ; B o l e s , 1 9 8 2 ) a n d p o t a s s i u m r i c h f e l d s p a r s ( M i d d l e t o n , 1 9 7 2 ; O g u n y o m i e t . a l , 1 9 8 1 ) . A s s u c h , t h e t e m p e r a t u r e r a n g e o v e r w h i c h a n k e r i t i z a t i o n o f c a l c i t e a n d / o r d o l o m i t e a n d a l b i t i z a t i o n o f f e l d s p a r s o c c u r s s h o u l d b e s t r o n g l y g o v e r n e d b y f a c t o r s s u c h a s d e t r i t a l m i n e r a l o g y , p e r m e a b i l i t y , t h e p r e s e n c e o f o t h e r r e a c t i o n s w h i c h m i g h t c o n s u m e o r r e l e a s e F e " a n d M g " o r N a " a s w e l l a s t e m p e r a t u r e . 1 5 9 T h e s t e e p P - T c u r v e s a s s o c i a t e d w i t h d e h y d r a t i o n r e a c t i o n s i n t h e H 2 0 z e o l i t e s i m p l i e s a s t r o n g d e p e n d e n c e o n t e m p e r a t u r e ( Z e n , 1 9 7 4 ; G h e n t , 1 9 7 9 ) , h o w e v e r i n m a n y a r e a s , p r e d i c t a b l e m i n e r a l p a r a g e n e s e s s u c h a s : a n a l c i m e + q u a r t z , h e u l a n d i t e + q u a r t z , a n d l a u m o n t i t e + q u a r t z o v e r l a p e x t e n s i v e l y ( e . g . , R e a d a n d E i s b a c h e r , 1 9 7 4 ; G h e n t a n d M i l l e r , 1 9 7 4 ; B o l e s a n d C o o m b s , 1 9 7 5 ) . A s w a s n o t e d f o r i l l i t i z a t i o n , a n k e r i t i z a t i o n , a n d a l b i t i z a t i o n p r o c e s s e s , f a c t o r s o t h e r t h a n t e m p e r a t u r e m u s t b e o f s o m e i m p o r t a n c e i n z e o l i t e p a r a g e n e s i s . T h e r o l e t h a t p o r e f l u i d p r e s s u r e p l a y s i n p r o g r e s s i v e m e t a m o r p h i s m h a s b e e n w e l l d o c u m e n t e d ( e . g . . G r e e n w o o d , 1 9 6 1 ) . T w o p o s s i b i l i t i e s e x i s t : 1 . P T T _ < P _ . , i n w h i c h t h e H , 0 c h e m i c a l a c t i v i t y i s l o w e r e d d u e t o t h e H 2 0 f l u i d p r e s e n c e o f v a r i o u s s o l u t e s ; a n d 2 . P T , ^ 5 s P „ . , < P , i n w h i c h p e r m e a b i l i t y i s h i g h a n d t h e f l u i d p r e s s u r e n o H 2 0 f l u i d t o t a l K l o n g e r " s u p p o r t s " t h e w e i g h t o f t h e o v e r l y i n g r o c k . T h e e f f e c t o f 1 a n d 2 a b o v e i s t o r e d u c e t h e s t a b i l i t y f i e l d o f t h e m o r e h y d r o u s p h a s e , r e s u l t i n g i n d e h y d r a t i o n r e a c t i o n s p r o c e e d i n g a t l o w e r t e m p e r a t u r e s t h a n p r e d i c t e d f o r t h e i d e a l c o n d i t i o n P T , _ = P , ( L i o u , 1 9 7 1 ) . T h e d i l u t i o n o f H 2 0 w i t h H 2 0 t o t a l r e a c t i v e p h a s e s s u c h a s C 0 2 f a v o r s t h e s t a b i l i t y o f c l a y a t t h e e x p e n s e o f a c a l c i u m z e o l i t e b y t h e r e a c t i o n : l a u m o n t i t e + C 0 2 c a l c i t e + k a o l i n i t e + q u a r t z + H 2 0 ( Z e n , 1 9 6 1 ) S t a b l e c o e x i s t e n c e o f c a r b o n a t e w i t h l a u m o n t i t e r e q u i r e s t h a t X C 0 2 0 . 0 0 7 5 ( T h o m p s o n , 1 9 7 1 ; G h e n t , 1 9 7 4 ) . I f a h i g h P i s m a i n t a i n e d d u r i n g p r o g r e s s i v e b u r i a l t h i s " c l a y c a r b o n a t e f a c i e s " m a y r e m a i n s t a b l e a t t h e e x p e n s e o f z e o l i t e s a n d h i g h e r g r a d e c a l c i u m s i l i c a t e s ( e . g . , p r e h n i t e ) . T h e a p p a r e n t c o n t r o l o n r e a c t i o n s b y t h e f l u i d p h a s e f u r t h e r p o i n t s t o a d i r e c t v a r i a t i o n w i t h p e r m e a b i l i t y . J u x t a p o s i t i o n o f p e r m e a b l e a n d i m p e r m e a b l e u n i t s r e s u l t s i n a g r a d i e n t i n P _ . , ; f a v o r i n g z e o l i t i z a t i o n o f " h i g h e r g r a d e " i n t h e m o r e p e r m e a b l e f l u i d 1 6 0 z o n e ( K i s c h , 1 9 8 3 ) . T h e m a i n t e n a n c e o f a h i g h [ C 0 2 / H 2 0 ] r e q u i r e s t h a t m i x i n g o f f l u i d s i s s l o w , s u g g e s t i n g t h a t h i g h l y p e r m e a b l e z o n e s m i g h t f a v o r z e o l i t e f o r m a t i o n w h e r e a s z o n e s o f r e l a t i v e l y l o w p e r m e a b i l i t y m a y f a v o r s t a b i l i t y o f t h e " c l a y - c a r b o n a t e f a d e s " i f C 0 2 i s a d o m i n a n t v o l a t i l e p h a s e b e i n g g e n e r a t e d ( S t e w a r t a n d P a g e , 1 9 7 4 ; G h e n t a n d M i l l e r , 1 9 7 4 ) . R e l a t i o n s h i p b e t w e e n O r g a n i c M e t a m o r p h i s m a n d T e m p e r a t u r e l n c o n t r a s t t o i n o r g a n i c d i a g e n e s i s , d i a g e n e s i s o f o r g a n i c m a t t e r b e g i n s e a r l y a n d p r o c e e d s r a p i d l y u n d e r s u r f i c i a l c o n d i t i o n s ( B a r n e s e t a l . , 1 9 8 4 ) . O r g a n i c d i a g e n e t i c e f f e c t s , u n d e r c o n d i t i o n s o f s h a l l o w b u r i a l , a r e l a r g e l y b i o c h e m i c a l ; m i c r o o r g a n i s m s m e t a b o l i z i n g m u c h o f o r g a n i c m a t t e r . T h e r e m a i n i n g o r g a n i c s f r o m h u m i c a n d f u l v i c a c i d s e v e n t u a l l y f o r m p a r t o f t h e k e r o g e n c o m p o n e n t . W i t h i n c r e a s e d b u r i a l , o r g a n i c m a t t e r i s s u b j e c t p r i m a r i l y t o g e o c h e m i c a l a l t e r a t i o n s a s a r e s u l t o f i n c r e a s e d t e m p e r a t u r e a n d d u r a t i o n o f h e a t i n g . A t t h i s s t a g e k e r o g e n t y p e s p r o g r e s s i v e l y e v o l v e t o w a r d s c a r b o n w i t h a d e c r e a s e i n h y d r o g e n a n d o x y g e n a s a d i r e c t c o n s e q u e n c e o f t h e b r e a k a g e o f a l i p h a t i c a n d a l i c y c l i c c h a i n s ( B a r n e s e t a l , i b i d ) . A c c o m p a n y i n g g e n e r a t i o n o f g a s e s , s u c h a s H 7 0 , C 0 2 a n d C H 4 , r e s u l t s i n a g r a d u a l d e c r e a s e i n t h e v o l a t i l e c o m p o n e n t . I n c r e a s e d t e m p e r a t u r e s a n d / o r d u r a t i o n o f h e a t i n g r e s u l t s i n i n c r e a s e d c r y s t a l l i n e o r d e r i n g o f a r o m a t i c c o m p o u n d s . T h e b r e a k a g e o f C - C b o n d s a t t h i s s t a g e r e s u l t s i n g e n e r a t i o n o f m e t h a n e . W i t h i n v i t r i n i t e c o a l m a c e r a l s , d i a g e n e t i c c h a n g e s a r e n o t e d o p t i c a l l y b y t h e i n c r e a s e d c o m p a c t i o n a n d g r a d u a l l o s s o f v i s i b l e p l a n t c e l l - w a l l s t r u c t u r e a n d a g r a d u a l i n c r e a s e i n r e f l e c t a n c e o f i n c i d e n t l i g h t a s a c o n s e q u e n c e o f i n c r e a s e d m o l e c u l a r p a c k i n g d e n s i t y . I n c o m p a r i s o n w i t h t h e n u m e r o u s c o n t r o l s t h a t a f f e c t t h e s t a b i l i t i e s o f t h e v a r i o u s c l a y m i n e r a l s , a n k e r i t e , t h e a l b i t i z a t i o n p r o c e s s a n d t h e z e o l i t e m i n e r a l a s s e m b l a g e s , t h e c o a l i f i c a t i o n p r o c e s s i s d e p e n d e n t s o l e l y o n t e m p e r a t u r e a n d t i m e a n d , a s w a s n o t e d i n C h a p t e r 4 , a l m o s t s o l e l y o n t h e f o r m e r . T h o u g h a t h o r o u g h u n d e r s t a n d i n g o f t h e c o a l i f i c a t i o n p r o c e s s e s h a v e n o t a s y e t b e e n a c h i e v e d , 1 6 1 e x p e r i m e n t a l l y i t a p p e a r s t h a t t h e o n l y f a c t o r o t h e r t h a n t e m p e r a t u r e w h i c h m a y c o n t r i b u t e t o t h e p r o c e s s i s h i g h c o n f i n i n g p r e s s u r e w h i c h m i g h t h i n d e r t h e c o a l i f i c a t i o n p r o c e s s a t h i g h e r v a l u e s ( H u c k a n d P a t t e i s k y , 1 9 6 4 ; B u s t i n p e r s . c o m m . ) . H o w e v e r , p r e s s u r e i n d e p e n d e n c e i n t h e c o a l i f i c a t i o n p r o c e s s i s s u b s t a n t i a t e d t o s o m e e x t e n t b y t h e o c c u r r e n c e o f c o a l s o f l o w r a n k ( 1 . 1 % R o - 1 . 5 % R o a s s o c i a t e d w i t h m a x h i g h p r e s s u r e m e t a m o r p h i c a s s e m b l a g e s i n C a l i f o r n i a ( B o s t i c k , 1 9 7 4 ) . I t w o u l d t h u s a p p e a r t h a t a m u c h b e t t e r a p p r o x i m a t i o n o f p a l e o t e m p e r a t u r e s c a n b e o b t a i n e d f r o m v i t r i n i l e r e f l e c t a n c e a n d t i m e - t e m p e r a t u r e m o d e l l i n g . T h i s r e q u i r e s o n l y t h a t d e t a i l e d i n f o r m a t i o n c o n c e r n i n g t h e b u r i a l h i s t o r y b e o b t a i n e d f r o m f i e l d d a t a a n d t h a t n o r m a l p r e c a u t i o n s ( B u s t i n e t . a l . , 1 9 8 5 ) i n t h e c o l l e c t i o n o f s a m p l e s a n d m e a s u r e m e n t o f r e f l e c t a n c e b e a d h e r e d t o . F u r t h e r e x p e r i m e n t a l w o r k t o d e f i n e m o r e a c c u r a t e l y t h e p r o c e s s m i g h t s e r v e t o m a k e t e m p e r a t u r e s o b t a i n e d f r o m m o d e l l i n g m o r e a c c u r a t e . I n t h e a b s e n c e o f c o a l s , t h e m e a s u r e m e n t o f r e f l e c t a n c e f r o m p h y t o c l a s l m a t e r i a l ( d i s p e r s e d s o l i d o r g a n i c m a t t e r ) , w h i c h i s p r e s e n t i n m o s t s e d i m e n t s , c a n b e u t i l i z e d ( B o s t i c k , 1 9 7 4 ) a l t h o u g h t h e r e i s s o m e i n c o n c l u s i v e e v i d e n c e t o s u g g e s t t h a t t h e a c t u a l r e f l e c t a n c e o b t a i n e d m a y v a r y b e t w e e n l i t h o l o g i e s ( B l a n q u a r t a n d M e r i a u x , 1 9 7 5 ; B o s t i c k a n d F o s t e r , 1 9 7 5 ) . T e m p e r a t u r e s d e r i v e d f r o m t i m e - t e m p e r a t u r e m o d e l l i n g c o u p l e d w i t h i n f o r m a t i o n c o n c e r n i n g l i t h o s t a t i c a n d e f f e c t i v e c o n f i n i n g p r e s s u r e o b t a i n e d f r o m v e i n r e l a t i o n s h i p s a n d z e r o m a t u r a t i o n l e v e l p r o j e c t e d c o a l g r a d i e n t s m a y a l l o w f o r q u a l i t a t i v e a s s e s s m e n t o f f l u i d c o m p o s i t i o n i f t h e l o w g r a d e m e t a m o r p h i c a s s e m b l a g e p r e s e n t h a s b e e n w e l l d o c u m e n t e d e x p e r i m e n t a l l y . B a s e d o n p r e s e n d y a c c e p t e d c o a l i f i c a t i o n m o d e l s , v i t r i n i t e r e f l e c t a n c e s t u d i e s c o u l d a l l o w f o r t h e d e t e r m i n a t i o n o f t e m p e r a t u r e s u p t o a p p r o x i m a t e l y 2 0 0 ° C f o r s e d i m e n t s a s o l d a s 3 0 0 M a ( C a r b o n i f e r o u s ) a n d p r e s u m a b l y i n e x c e s s o f 3 5 0 ° C f o r N e o g e n e s e d i m e n t s . T h e a p p l i c a t i o n o f c o a l p e t r o l o g i c t e c h n i q u e s i n m e t a m o r p h i c p e t r o l o g y a t g r a d e s g e n e r a l l y l o w e r t h a n g r e e n s c h i s t s h o u l d t h u s p r o v e u s e f u l . 1 6 2 5 . 3 . 4 P A L E O G E O T H E R M O M E T R Y O F B O W S E R L A K E G R O U P R O C K S T h e a s s u m p t i o n t h a t t i m e - t e m p e r a t u r e m o d e l l i n g b a s e d o n v i t r i n i t e r e f l e c t a n c e s t u d i e s y i e l d s t h e b e s t e s t i m a t e o f p a l e o t e m p e r a t u r e s a t s u b - g r e e n s c h i s t g r a d e p e r m i t s e v a l u a t i o n o f t h e B o w s e r L a k e G r o u p m i n e r a l a s s e m b l a g e b y d i r e c t c o m p a r i s o n w i t h e m p i r i c a l l y a n d e x p e r i m e n t a l l y d e r i v e d t e m p e r a t u r e s f o r s i m i l a r s t a b l e a s s e m b l a g e s . T h e o c c u r r e n c e o f a n k e r i t e i n t h e s t u d y a r e a o v e r t h e t e m p e r a t u r e r a n g e o f 1 0 0 ° C -2 2 0 ° C i s c o m p a r a b l e t o e m p i r i c a l l y d e r i v e d t e m p e r a t u r e r a n g e s q u o t e d p r e v i o u s l y b y o t h e r a u t h o r s ( e . g . , 8 0 ° C - 2 1 0 ° C , M u f f l e r a n d W h i t e , 1 9 6 9 ; B o l e s , 1 9 7 8 ; M a t s u m o t o a n d I j i m a , 1 9 8 1 ) . F o r m a t i o n o f a l b i t e w i t h i n t h i s t e m p e r a t u r e r a n g e i s , a s w e l l , n o t a t o d d s w i t h p r e v i o u s e s t i m a t e s f r o m o t h e r a r e a s ( e . g . , < 1 2 0 ° C - 1 8 0 ° C , G h e n t a n d M i l l e r , 1 9 7 4 ; M e r i n o , 1 9 7 5 ; O g u n y o m i e t a l . , 1 9 8 1 ; B o l e s , 1 9 8 2 ) . I f , h o w e v e r , t h e a s s u m p t i o n i s v a l i d t h a t a l b i t e f o r m e d a s s o c i a t e d w i t h a c l a y c a r b o n a t e a s s e m b l a g e a s a h i g h P a n a l o g t o l a u m o n t i t e , t h e n a l o w e r t e m p e r a t u r e l i m i t f o r t h e f o r m a t i o n o f a l b i t e w o u l d b e a p p r o x i m a t e l y 1 8 0 ° C a t 1 0 0 M P a ( G h e n t a n d M i l l e r , 1 9 7 4 ) . I n o r d e r f o r a l b i t e t o b e s t a b l e a t t e m p e r a t u r e s o f l e s s t h a n 1 5 0 ° C i t i s a p p a r e n t t h a t o n e o r b o t h c o n d i t i o n s P _ . , < P , o r P „ _ < P _ . , m u s t h a v e p r e v a i l e d , f l u i d t o t a l H 2 0 f l u i d T h e p r e s e n c e o f m i x e d l a y e r c l a y s t o t e m p e r a t u r e s s l i g h t l y i n e x c e s s o f 2 0 0 ° C a t d e p t h s i n e x c e s s o f 5 , 0 0 0 m , a l t h o u g h n o t a t o d d s w i t h s t u d i e s f r o m c e r t a i n a r e a s ( e . g . , S a l t o n S e a g e o t h e r m a l l i e l d , M u f f l e r a n d W h i t e , 1 9 6 9 ) , i s a n o m a l o u s i n c o m p a r i s o n t o m a n y a r e a s ( e . g . , G a l v e s t o n T e x a s , P e r r y a n d H o w e r , 1 9 7 0 ; G u l f C o a s t , B u r s t , 1 9 6 9 ) . I t i s a l s o a t o d d s w i t h e x p e r i m e n t a l l y d e r i v e d t e m p e r a t u r e s a n d r e a c t i o n r a t e s ( E b e r l a n d H o w e r , 1 9 7 8 ) . A l t h o u g h a c i d i c c o n d i t i o n s c r e a t e d b y C 0 2 g e n e r a t i o n d u r i n g m a t u r a t i o n o f c o a l i f l e d m a t e r i a l c o u p l e d w i t h l o w p e r m e a b i l i t y c o u l d i n h i b i t t h e i l l i t i z a t i o n p r o c e s s , t h e p r e s e n c e o f a n e q u i l i b r i u m a s s e m b l a g e o f c a r b o n a t e a n d q u a r t z i n s y n t e c t o n i c v e i n s s u g g e s t s a l k a l i n e c o n d i t i o n s , w h i c h t h e o r e t i c a l l y f a v o r t h e f o r m a t i o n o f i l l i t e f r o m m o n t m o r i l l o n i t e ( S r o d o n , 1 9 8 4 ) . T h e p r e s e n c e o f h i g h p o r e f l u i d p r e s s u r e s i n t h e B o w s e r L a k e G r o u p r o c k s ( e x p e r i m e n t a l l y s h o w n t o r e d u c e t h e r a t e o f 1 6 3 e x p a n d a b l e l a y e r c o l l a p s e d u r i n g h e a t i n g ) i s a l s o a p o s s i b l e e x p l a n a t i o n f o r t h e a p p a r e n t i n h i b i t i o n o f t h e i l l l i t i z a t i o n p r o c e s s , a l t h o u g h l i m i t e d e x p e r i m e n t a l i n f o r m a t i o n r e g a r d i n g p o r e f l u i d p r e s s u r e e f f e c t s o n t h e p r o c e s s a r e a s y e t a v a i l a b l e . A m o r e l i k e l y f a c t o r w h i c h m i g h t h i n d e r t h e t r a n s f o r m a t i o n o f m i x e d l a y e r s t o d i s c r e t e i l l i t e i s r e l a t i v e l y l o w v a l u e s o f [ K V N a + ] , [ K V C a + + ] a n d [ K V M g + + ] . T h i n s e c t i o n s s t a i n e d w i t h s o d i u m c o l b a l t i n i t r i t e i l l u s t r a t e d t h e a b s e n c e o f p o t a s s i u m r i c h f e l d s p a r s i n B o w s e r L a k e G r o u p r o c k s . I n a d d i t i o n , t h e r e a p p e a r s t o b e a n a b s e n c e o f f o l i a t e d m e t a m o r p h i c r o c k f r a g m e n t s o r l a r g e d e t r i t a l m i c a s , s u g g e s t i n g a l i m i t e d a v a i l a b i l i t y o f K * i o n s . C a " o n t h e o t h e r h a n d m i g h t h a v e b e e n d e r i v e d f r o m t h e d i s s o l u t i o n o r a l b i t i z a t i o n o f c a l c i c p l a g i o c l a s e a n d N a + m i g h t h a v e b e e n a v a i l a b l e f r o m t h e b r e a k d o w n o f N a + r i c h m o n t m o r i l l o n i t e s o r b r i n e s . T h e r e d u c t i o n o f p e r m e a b i l i t y b y d i s s o l u t i o n , f r a m e w o r k c o l l a p s e a n d c o n c o m i t a n t p r e c i p i t a t i o n o f p h y l l o s i l l i c a t e s , q u a r t z a n d c a r b o n a t e s a l s o m a y h a v e c o n t r i b u t e d t o a d e c r e a s e d m o b i l i t y o f c a t i o n s a n d h e n c e r e s u l t e d i n l o w e r c r y s t a l l i n i t y i n d i c e s t h a n e x p e c t e d . A n a d d i t i o n a l e f f e c t o f h i g h c a t i o n a c t i v i t y i s t o i n d i r e c t l y l o w e r t h e a p p a r e n t i l l i t e c r y s t a l l i n i t y b y f o r m a t i o n o f w h i t e m i c a a t t h e e x p e n s e o f , o r c o n c o m i t a n t w i t h , t h e f o r m a t i o n o f i l l l i t e ( m u s c o v i t e ) . T h e e f f e c t w h i t e m i c a ( p a r a g o n i t e a n d / o r m a i g a r i t e ) h a s o n b r o a d e n i n g t h e i l l i t e p e a k i s i l l u s t r a t e d i n F i g u r e 8 2 w h i c h i s a p l o t o f h e a t e d i l l i t e ( 0 0 1 ) h a l f h e i g h t p e a k w i d t h s v e r s u s v i t r i n i t e r e f l e c t i v i t y . A l t h o u g h t h e K u b l e r i n d i c e s a r e a l m o s t i d e n t i c a l , a s w o u l d b e e x p e c t e d , t h e a v e r a g e A 2 0 v a l u e i s 0 . 4 w h i c h c o r r e s p o n d s t o t h e l o w e r e n d o f t h e a n c h i z o n e a s d e f i n e d b y K u b l e r ( 1 9 6 9 ) . I t i s a n t i c i p a t e d t h a t h e a t i n g s h o u l d c o l l a p s e a l l e x p a n d a b l e l a y e r s t o 1 0 A ( 8 . 8 ° 2 6 ) a n d h e n c e r e s u l t i n i n d i c e s t h a t d e m o n s t r a t e a h i g h d e g r e e o f c r y s t a l l i n i t y i f e q u i l i b r i u m w a s a t t a i n e d d u r i n g h e a t i n g f o r t h e 2 h o u r p e r i o d ( i . e . , a m u s c o v i t e s y n t h e s i z e d a t 6 0 0 ° C a n d 2 0 0 M P a y i e l d e d a c r y s t a l l i n i t y i n d e x o f 0 . 2 0 A 2 0 a t a n a l y t i c c o n d i t i o n s i d e n t i c a l t o t h o s e d e s c r i b e d h e r e ) . T h e i d e n t i f i c a t i o n o f a N a + r i c h s m e c t i t e i n t h r e e s a m p l e s ( 1 2 2 8 , L R S 2 , L R S 1 ) b y t h e c h a r a c t e r i s t i c p e a k s : 164 FIGURE 82: Half height peak width of illite following heating. The expected collapse of all expandable layers to 10 A following heating and the lower than expected degree of crystallinity (star represents the crystallinity of a synthetic muscovite measured on the same diffractometer) obtained indicates the prescence of a non-expandable mica or clay with a d-spacing similar to illite. 1 6 5 d r y n o r m a l 3 . 5 ° 2 6 K s a t u r a t e d 4 . 0 ° 2 6 g l y c o l a t e d 3 . 2 ° 2 6 h e a t e d 9 . 0 ° 2 6 ( K i s c h , 1 9 8 3 ) s u g g e s t s t h a t p a r a g o n i t e m a y h a v e f o r m e d v i a t h e r e a c t i o n : 3 N a m o n t m o r i l l o n i t e + 2 a l b i t e 3 p a r a g o n i t e + 8 q u a r t z ( C h a t t e r j e e , 1 9 7 3 ) T h e p r e s e n c e o f p a r a g o n i t e , p a r a g o n i t e / N a - m o n t m o r i l l o n i t e a n d p a r g o n i t e / m u s c o v i t e w i t h v i t r i n i t e r e f l e c t a n c e s r a n g i n g f r o m 2 . 2 % R o t o 4 . 0 % R o i s c o n s i s t e n t w i t h t h a t m a x m a x n o t e d i n s e v e r a l o t h e r a r e a s ( e . g . , F r e y e t a l . , 1 9 8 0 ) . T h e a s s o c i a t e d t e m p e r a t u r e s b a s e d o n t i m e - t e m p e r a t u r e m o d e l l i n g o f 1 5 0 ° C - 2 0 0 ° C , h o w e v e r , d o e s n o t a g r e e w i t h t h e e x p e r i m e n t a l l y d e t e r m i n e d s y n t h e s i s t e m p e r a t u r e d e r i v e d b y C h a t t e r j e e ( 1 9 7 3 ) o f 3 3 0 ° C a t 2 0 0 M P a c o n f i n i n g p r e s s u r e o r t h e e x p e r i m e n t a l l y d e t e r m i n e d t e m p e r a t u r e f o r s y n t h e s i s o f m a r g a r i t e a t 2 M P a c o n f i n i n g p r e s s u r e o f g r e a t e r t h a n 3 0 0 ° C ( V e l d e , 1 9 7 1 ; C h a t t e r j e e , 1 9 7 4 ; 1 9 7 6 ) . T h i s r e l a t i o n s h i p f u r t h e r s u g g e s t s t h e o c c u r r e n c e o f c o n d i t i o n s : P H 2 0 < P „ . , a n d / o r P _ . , < P , d u r i n g m e t a m o r p h i s m . T h e f l u i d f l u i d t o t a l v p r e d o m i n a n c e o f a n t i t h e t i c v e i n s w h i c h f o r m e d v i a c r a c k - s e a l m e c h a n i s m s d u r i n g F , a n d F 2 d e f o r m a t i o n a n d t h e p r e s e n c e o f u b i q u i t o u s l o w d i h e d r a l s y s t e m a t i c s h e a r f r a c t u r e s e t s s u g g e s t s t h a t P „ . , w a s i n s t a n t a n e o u s l y e q u a l t o P a n d p r o b a b l y n e v e r f l u i d t o t a l m u c h l e s s ( C h a p t e r 3 ) . T h e p r e s e n c e o f p h a s e s w h i c h m i g h t l o w e r t h e a c t i v i t y o f H 2 0 i n t h e f l u i d p h a s e ( e . g . , C 0 2 , C H 4 ) a r e e x p e c t e d i n l i t h o l o g i e s s i m i l a r t o t h o s e p r e s e n t i n t h e s t u d y a r e a . H u n t ( 1 9 7 9 , p . 1 6 3 ) i l l u s t r a t e s t h e i m p o r t a n c e o f v o l a t i l e g e n e r a t i o n d u r i n g t h e c o a l i f i c a t i o n p r o c e s s a t t e m p e r a t u r e s i n e x c e s s o f 1 0 0 ° C . B a s e d o n t h e o r e t i c a l b u r i a l - t i m e - t e m p e r a t u r e m o d e l l i n g J u n t g e n a n d K l e i n ( 1 9 7 5 ; i n T i s s o t a n d W e l t e , 1 9 7 8 , p . 2 1 9 ) i n d i c a t e t h a t d u r i n g t h e c o a l i f i c a t i o n p r o c e s s N 2 , C O , C 0 2 , H 2 0 1 6 6 a n d C H 4 a r e g e n e r a t e d i n e v e r i n c r e a s i n g a m o u n t s u n t i l a p l a t e a u i s r e a c h e d . 5 A t s o m e p o i n t d u r i n g t h e p r o c e s s h o w e v e r , C H 4 b e c o m e s p r o p o r t i o n a t e l y t h e d o m i n a n t v o l a t i l e p h a s e b e i n g g e n e r a t e d . C o r r e l a t i o n o f t h e L o p a t i n ( 1 9 7 1 ) c o a l i f i c a t i o n m o d e l w i t h J i i n t g e n a n d K l e i n s m o d e ! ( F i g u r e 8 3 ) i l l u s t r a t e s t h a t C H 4 b e c o m e s d o m i n a n t a t a r e f l e c t a n c e o f a p p r o x i m a t e l y 1 . 3 5 % R o a n d a t e m p e r a t u r e o f a p p r o x i m a t e l y 1 5 0 ° C . m a x T h u s , d u r i n g m e t a m o r p h i s m o f a s e d i m e n t a r y p a c k a g e c o n t a i n i n g a b u n d a n t c o a l y m a t e r i a l w i t h f a i r l y l o w p e r m e a b i l i t i e s , a s t e m p e r a t u r e s s l i g h t i y i n e x c e s s o f 1 0 0 ° C a r e r e a c h e d t h e c o n d i t i o n P T I _ < P _ . , w o u l d b e a t t a i n e d a n d d e h y d r a t i o n r e a c t i o n s H 2 0 f l u i d w o u l d p r o c e e d a t l o w e r t e m p e r a t u r e s . C 0 2 g e n e r a t e d f r o m d e g a s i f i c a t i o n o f c o a l w o u l d f u r t h e r e x p l a i n t h e s t a b i l i t y o f c a r b o n a t e , k a o l i n i t e a n d q u a r t z a t t h e e x p e n s e o f c a l c i c z e o l i t e s a n d / o r t h e c a l c i u m s i l i c a t e s p r e h n i t e a n d p u m p e l l y i t e i f l o w p e r m e a b i l i t i e s a r e m a i n t a i n e d . T h e m o d e l i n v o l v e s g r a d u a l b u r i a l t o 3 , 0 0 0 m i n 2 0 M a a n d r e t e n t i o n o f c o a l s a t 3 , 0 0 0 m f o r a n a d d i t i o n a l 2 0 M a u n d e r t h e i n f l u e n c e o f a 4 0 ° C / k m g e o t h e r m a l g r a d i e n t 167 2.0 Time (MY) FIGURE 83: Evolution of volatiles during coalification, based on Juntgen and Kleins (in Tissot and Welte, 1978; p. 219) model. Included is the curve depicting Ro max increase with coalification (Lopatin method) as modelled for the burial history specified by Juntgen and Klein. See text for burial model and further discussion. 6 . R E G I O N A L C O R R E L A T I O N S A N D I M P L I C A T I O N S T h e W e s t e r n C o r d i l l e r a h a s b e e n d e s c r i b e d a s a : . . . c o l l a g e o f t e r r a n e s o f v a r i e d o r i g i n s t h a t b e c a m e a t t a c h e d t o t h e c o n t i n e n t a t d i f f e r e n t t i m e s . . . ( M o n g e r a n d I r v i n g , 1 9 8 0 ) . P r i c e e t a l . ( 1 9 8 1 ) a n d M o n g e r e t a l . ( 1 9 8 2 ) r e c o g n i z e 1 0 t e c t o n o s t r a t i g r a p h i c a s s e m b l a g e s w h i c h a r e i d e n t i f i e d b y c o n t r a s t s i n s t r a t i g r a p h y , m e t a m o r p h i s m a n d s t r u c t u r a l s t y l e . T h e s e 1 0 t e r r a n e s h a v e b e e n f u r t h e r g r o u p e d i n t o t w o m a j o r c o m p o s i t e t e r r a n e s w h i c h w e r e f o r m e d o u t b o a r d , p r i o r t o a c c r e t i o n t o t h e N o r t h A m e r i c a n c r a t o n ( F i g u r e 8 4 ) . T h e B o w s e r B a s i n l i e s u n c o n f o r m a b l y o n t h e t e r r a n e d e s c r i b e d a s " S t i k i n i a " w h i c h c o n s i s t s o f M i s s i s s i p p i a n a n d P e r m i a n v o l c a n i c l a s t i c r o c k s , b a s i c t o a c i d i c v o l c a n i c r o c k s a n d c a r b o n a t e s w h i c h a r e o v e r l a i n b y T r i a s s i c t o M i d d l e J u r a s s i c a n d e s i t i c v o l c a n i c s a n d v o l c a n i c l a s t i c s ( P r i c e e t a l . , 1 9 8 1 ) . I t h a s b e e n s u g g e s t e d t h a t t h e l a t e T r i a s s i c t o M i d d l e J u r a s s i c s t r a t i g r a p h y t i e s S t i k i n i a t o t h e Q u e s n e l i a , C a c h e C r e e k a n d E a s t e r n a s s e m b l a g e t e r r a n e s , t h u s f o r m i n g t h e c o m p o s i t e t e r r a n e t e r m e d s u p e r t e r r a n e I ( P r i c e e t a l . , 1 9 8 1 ; M o n g e r e t a l . . 1 9 8 2 ) . T h e s h e d d i n g o f r e w o r k e d e l a s t i c s f r o m t h e u p l i f t e d c r a t o n i c m i o g e o c l i n a l s e d i m e n t s i n t o t h e B o w s e r B a s i n i n t h e M i d d l e J u r a s s i c t h r o u g h t o L a t e C r e t a c e o u s p o s t d a t e s t h e a m a l g a m a t i o n o f t h i s c o m p o s i t e t e r r a n e w i t h t h e " s t a b l e " N o r t h A m e r i c a n c r a t o n . A w i d e s p r e a d p u l s e o f s h a l e d e p o s i t i o n i n B a t h o n i a n , C a l l o v i a n a n d E a r l y O x f o r d i a n t i m e s t h r o u g h o u t m u c h o f t h e C o r d i l l e r a f u r t h e r l i n k s a n o t h e r c o m p o s i t e t e r r a n e ( s u p e r t e r r a n e I I , P r i c e e t a l . , 1 9 8 1 ; M o n g e r e t a l , 1 9 8 2 ) c o n s i s t i n g o f t h e t w o s m a l l e r t e r r a n e s , W r a n g e l l i a a n d A l e x a n d r i a , t o t h e c o m p o s i t e t e r r a n e p r e v i o u s l y d e s c r i b e d ( T i p p e r , 1 9 8 4 ) . S e v e r a l l i n e s o f e v i d e n c e s u g g e s t t h a t t h e v a r i o u s C o r d i l l e r a n t e r r a n e s h a v e u n d e r g o n e e x t e n s i v e n o r t h w a r d d i s p l a c e m e n t a l o n g a s e r i e s o f d e x t r a l s t r i k e - s l i p f a u l t s y s t e m s . P a l e o m a g n e t i c d a t a ( I r v i n g e t a l . , 1 9 8 0 ) s u g g e s t t h a t t h e s e a l l o c h t h o n o u s t e r r a n e s h a v e b e e n s h i f t e d b y s e v e r a l t h o u s a n d k i l o m e t r e s n o r t h w a r d s . P a l i n s p a s t i c r e s t o r a t i o n b a s e d o n v a r i o u s o f f s e t g e o l o g i c f e a t u r e s ( G a b r i e l s e 1 9 8 5 ) i n d i c a t e s d i s p l a c e m e n t s i n t h e o r d e r o f 7 5 0 t o 9 0 0 k m w h e r e a s t h e o f f s e t o f L a t e P l e i n s b a c h i a n 1 6 8 1 6 9 E A S T E R N A S S E M B L A G E • 1 Q U E S N E L L I A C A C H E C R E E K S T I K I N I A B R I D G E R I V E R C A S C A D I A G R A V I N A N U T Z O T I N A L E X A N D R I A W R A N Q E L L I A ^ P A C I F I C R I M C H U Q A C H S00 km *9° F I G U R E 8 4 : T h e m a j o r t e c t o n o s t r a t i g r a p h i c t e r r a n e s a s i l l u s t r a t e d i n P r i c e e t a l . ( 1 9 8 1 ) a n d M o n g e r e t a l . ( 1 9 8 2 ) . I a n d I I r e p r e s e n t c o m p o s i t e o r s u p e r t e r r a n e s w h i c h w e r e a m a l g a m a t e d p r i o r t o a c c r e t i o n ( B B = B o w s e r B a s i n f o r r e f e r e n c e ) . u) 1 7 0 f a u n a s , w h i c h h a v e a d i s t i n c t g e o g r a p h i c z o n a t i o n , s u g g e s t s d i s p l a c e m e n t s o n t h e o r d e r o f 5 0 0 k m ( T i p p e r , 1 9 8 2 ) . A n a n a l y s i s o f t h e g e o l o g y o f t h e n o r t h e r n B o w s e r B a s i n y i e l d s f u r t h e r c o n s t r a i n t s c o n c e r n i n g t h e t e c t o n i c s e t t i n g a n d t i m i n g o f t h e v a r i o u s e v e n t s w h i c h s h a p e d t h e t e r r a n e " c o l l a g e " . 6 . 1 O P P O S I T I O N A L T E C T O N I C S E T T I N G 6 . 1 . 1 S E D I M E N T A R Y P R O V E N A N C E : T E C T O N I C I M P L I C A T I O N S A c o m p a r i s o n o f t h e l i t h o i o g i c v a r i a t i o n i n t h e n o r t h e r n p a r t o f t h e B o w s e r B a s i n w i t h c o e v a l s t r a t a i n t h e s o u t h e r n p a r t ( T i p p e r a n d R i c h a r d s , 1 9 7 6 ) i l l u s t r a t e s s i m i l a r i t e s a n d d i f f e r e n c e s b o t h o f w h i c h a r e c o n s i s t e n t w i t h t h e a c c r e t e d t e r r a n e m o d e l . E q u i v a l e n c e o f t h e J a c k s o n u n i t ( t h i s s t u d y ) i n t h e n o r t h w i t h t h e t h i c k s e c t i o n o f B a t h o n i a n t o O x f o r d i a n s e d i m e n t s i n t h e s o u t h ( T i p p e r a n d R i c h a r d s , 1 9 7 6 ) i n d i c a t e s a b a s i n w i d e e p i s o d e o f p r e d o m i n a n t l y f i n e g r a i n e d c l a s t i c d e p o s i t i o n . T h e a c c u m u l a t i o n o f t h i s t h i c k s h a l y s e q u e n c e ( A s h m a n F o r m a t i o n ) i s t h o u g h t t o r e p r e s e n t a p e r i o d o f r e l a t i v e t e c t o n i c q u i e s c e n c e ( T i p p e r , 1 9 8 5 ) w i t h o n l y l i m i t e d a r e a s n e a r t h e v e r y n o r t h e a s t e r n e d g e o f t h e b a s i n r e c e i v i n g c o a r s e d e t r i t u s a t t h i s t i m e , l n t h e s o u t h e r n p a r t o f t h e b a s i n T i p p e r a n d R i c h a r d s d e s c r i b e t h e T r o u t C r e e k a s s e m b l a g e ( m i d - O x f o r d i a n i n a g e a n d h e n c e e q u i v a l e n t t o J a c k s o n u n i t ) , w h i c h o v e r l i e s b o t h a b r u p t l y a n d g r a d a t i o n a l l y t h e s h a l e s o f t h e A s h m a n F o r m a t i o n ( F i g u r e 8 5 ) , a s c o n s i s t i n g o f m a r i n e s a n d s t o n e a n d c o n g l o m e r a t e , w i t h a n a b u n d a n t a n d d i v e r s e s h e l l y f a u n a , o v e r l a i n b y n o n - m a r i n e s a n d s t o n e s w i t h i n t e r b e d s o f s i l t s t o n e , c o a l a n d p e b b l e c o n g l o m e r a t e . C l a s t s i n t h e T r o u t C r e e k a s s e m b l a g e c o n s i s t o f v o l c a n i c , g r a n i t i c a n d s e d i m e n t a r y m a t e r i a l . T h e l i t h o i o g i c s i m i l a r i t y o f t h e A s h m a n t o T r o u t C r e e k t r a n s i t i o n i n t h e s o u t h ( T i p p e r a n d R i c h a r d s , 1 9 7 6 ) w i t h t h e l o w e r J a c k s o n t o u p p e r J a c k s o n / C u r r i e r t r a n s i t i o n ( t h i s s t u d y ) o f m a r i n e s h a l e s t o l i t h i c c o n g l o m e r a t e s , l i t h a r e n i t e s a n d c o a l s i s s t r i k i n g a n d p r e s u m a b l y r e p r e s e n t s a p e r i o d o f i n c r e a s i n g u p l i f t 1 7 1 K I M M E R I D G I A N T R O U T C R E E K A S S E M B L A G E D I C U R R I E R U N I T H O X F O R D I A N A S H M A N F O R M A T I O N c J A C K S O N U N I T G C A L L O V I A N B A T H O N I A N B A J O C I A N S M I T H E R S F O R M A T I O N B S P A T S I Z I S E D I M E N T S ^ ^ / T O O D O G O N E / V O L C A N I C S T O A R C I A N N I L K I T W A F O R M A T I O N A P L I E N 3 B A C H I A N S I N E M U R I A N FIGURE 85: Stratigraphic correlation chart for the southern Bowser Basin and the northern Bowser Basin. A. Fine grained greywacke, tuff, shale siltstone,limestone B. Greywacke, sandstone, argillite, tuff C. Greywacke, shale tuff D. Sandstone, conglomerate, siltstone, minor coal E volcanic breccias, tuffs and flows F. Shale, siltstone, tuffaceous sandstone, tuff, sandstone, minor conglomerate G. Shale, siltstone, minor sandstone H. Conglomerate, sandstone, shale, siltstone, coal 1 7 2 a l o n g t h e b a s i n m a r g i n s f r o m O x f o r d i a n t i m e o n w a r d s . T h e s l i g h t d i f f e r e n c e s i n s a n d s t o n e c o m p o s i t i o n a r e a t t r i b u t e d t o t h e v a r i a t i o n i n s o u r c e t e r r a n e s , a s i n d i c a t e d b y p a l e o c u r r e n t s w h i c h f l o w e d n o r t h w a r d s f r o m t h e S k e e n a a r c h a n d s o u t h w e s t e r l y f r o m t h e P i n c h i b e l t i n t h e s o u t h e r n p a r t o f t h e b a s i n ( T i p p e r a n d R i c h a r d s , p . 3 6 , 1 9 7 6 ) a n d s o u t h e r l y t o s o u t h w e s t e r l y f r o m t h e A t i i n t e r r a n e a n d O m i n e c a c r y s t a l l i n e b e l t i n t h e n o r t h e r n p a r t o f t h e b a s i n ( E i s b a c h e r , 1 9 7 4 a , b ; R i c h a r d s a n d G i l c h r i s t , 1 9 7 9 ; E i s b a c h e r , 1 9 8 1 ) . T h e c o n t r a s t i n s o u r c e a r e a i s f u r t h e r i l l u s t r a t e d b y t h e p r e s e n s e o f i s o l a t e d p i l e s o f b a s a l t i c a n d a n d e s i t i c v o l c a n i c s , b r e c c i a s a n d t u f f s o f L a t e O x f o r d i a n a g e i n t h e s o u t h f o r w h i c h t h e r e a r e n o a p p a r e n t c o e v a l c o u n t e r p a r t s i n t h e n o r t h . I n t h e s t u d y a r e a t h e i n c r e a s i n g i m p o r t a n c e o f q u a r t z i t e a n d g r a n i t i c r o c k f r a g m e n t s u p w a r d s t h r o u g h t h e s t r a t i g r a p h y s u g g e s t s a n o r t h e r n s o u r c e a r e a i n t h e m i d t o L a t e C r e t a c e o u s w h i c h w a s c o m p o s e d o f J u r a s s i c p l u t o n i c s ( H o t a i l u h B a t h o l i t h ? ) a n d L o w e r C a m b r i a n q u a r t z i t e s ( E i s b a c h e r , 1 9 8 1 ) . T h e a p p a r e n t i n c r e a s e i n c u m m u l a t i v e t h i c k n e s s o f s e d i m e n t f r o m a p p r o x i m a t e l y 8 0 m m / y b e t w e e n 1 6 0 M a a n d 1 0 0 M a a g o t o a p p r o x i m a t e l y 1 2 0 m m / y f r o m 1 0 0 M a t o 8 0 M a a g o p o s s i b l y s i g n a l s i n c r e a s i n g r a t e s o f s e d i m e n t a t i o n i n t h i s i n t e r v a l . I n c r e a s e d s e d i m e n t a t i o n m a y i n t u r n b e a r e s p o n s e t o u p l i f t i n t h e s o u r c e a r e a d u r i n g c o n t i n u e d c o n v e r g e n c e o f t e r r a n e s . A s p r e v i o u s l y n o t e d t h e S k e e n a G r o u p a n d t h e D e v i l s C l a w u n i t , a l t h o u g h a p p a r e n t l y p a r t i a l l y c o e v a l , h a v e d i s t i n c t l i t h o l o g i e s ( B u s t i n a n d M o f f a t , 1 9 8 3 ) . I n d e e d t h e p e r s i s t e n t w h i t e m i c a , w h i c h d e f i n e s t h e S k e e n a G r o u p i n t h e s o u t h e r n B o w s e r B a s i n ( T i p p e r a n d R i c h a r d s , 1 9 7 6 ) , i s a b s e n t i n t h e D e v i l s C l a w u n i t t o t h e n o r t h . A d i f f e r e n c e i n s o u r c e t e r r a n e m a t e r i a l ( i . e . , a n a b u n d a n c e o f p h y l l i t i c a n d s c h i s t o s e m a t e r i a l i n t h e s o u t h e r n s o u r c e a r e a a n d t h e i r r e l a t i v e s c a r c i t y i n t h e n o r t h e r n s o u r c e a r e a ) m a y e x p l a i n t h e r e s t r i c t e d d e t r i t a l m i c a d i s t r i b u t i o n . T h e p r e - A l b i a n u n c o n f o r m i t y b e t w e e n t h e S k e e n a s e r i e s a n d t h e U p p e r B o w s e r l a k e G r o u p r e c o g n i z e d i n t h e s o u t h e r n p a r t o f t h e b a s i n ( T i p p e r a n d R i c h a r d s , 1 9 7 6 ) h a s n o t b e e n i d e n t i f i e d i n t h e G r o u n d h o g C o a l f i e l d ( B u s t i n a n d M o f f a t , 1 9 8 3 ) . 1 7 3 A l t h o u g h t h e c o n t r a s t i n d e f o r m a t i o n a l s t y l e b e t w e e n t h e D e v i l s C l a w a n d u p p e r m o s t M c E v o y u n i t s a n d t h e C u r r i e r a n d J a c k s o n u n i t s m i g h t e a s i l y b e m i s i n t e r p r e t e d a s a n a n g u l a r u n c o n f o r m i t y , i t i s e m p h a s i z e d t h a t t h e a m o u n t o f s h o r t e n i n g i n a l l u n i t s i s s i m i l a r a n d t h a t f o l d s i n t h e l o w e r u n i t s h a v e p a r a s i t i c r e l a t i o n s h i p s w i t h l a r g e r f o l d s a n d t h e s u p r a s t r u c t u r e d e v e l o p e d i n t h e u p p e r m o s t u n i t s . T h e e x i s t e n c e o f a z o n e o f f o l d d e c o l l e m e n t r a t h e r t h a n a s i g n i f i c a n t u n c o n f o r m i t y i s t h u s t h o u g h t t o b e m o r e c o n s i s t e n t w i t h o b s e r v a t i o n s . M i n o r u n c o n f o r m a b l e r e l a t i o n s h i p s w i t h i n t h e s t r a t a a r e n o t r u l e d o u t , a l t h o u g h i t i s s u g g e s t e d t h a t t h e y m u s t b e m o r e o r l e s s p a r a c o n f o r m a b l e i n o r d e r t o s a t i s f y t h e s t r u c t u r a l r e l a t i o n s h i p s . 6 . 1 . 2 P A L E O G E O T H E R M A L G R A D I E N T S : T E C T O N I C S I G N I F I C A N C E T h e c l o s e a s s o c i a t i o n b e t w e e n h e a t f l o w a n d c r u s t a l t y p e s u g g e s t s t h a t p a l e o g e o t h e r m a l g r a d i e n t s c a l c u l a t e d f r o m t h e B o w s e r B a s i n s t r a t a m i g h t y i e l d c l u e s a s t o t h e d e p o s i t i o n a l t e c t o n i c s e t t i n g . B a s e d o n a s t u d y o f t h e r e g i o n a l c o a l i f i c a t i o n l e v e l s i n t h e G r o u n d h o g c o a l f i e l d , B u s t i n ( 1 9 8 4 ) p r o p o s e d t h a t a n a b n o r m a l l y h i g h h e a t f l o w e x i s t e d i n t h e c o a l f i e l d f o r a p r o t r a c t e d p e r i o d o f t i m e ( O x f o r d i a n t h r o u g h t o M a e s t r i c h t i a n ) . I n f o r m a t i o n o b t a i n e d f r o m a m o r e d e t a i l e d a n a l y s i s o f d i e c o a l i f i c a t i o n l e v e l s i n t h e n o r t h e r n p a r t o f t h e c o a l f i e l d d u r i n g t h i s s t u d y ( C h a p t e r 4 ) s u g g e s t s t h e n e e d f o r a r e - e v a l u a t i o n o f t h i s i n t e r p r e t a t i o n . P r o j e c t i o n o f c a l c u l a t e d c o a l i f i c a t i o n g r a d i e n t s t o a z e r o m a t u r a t i o n l e v e l y i e l d e d a d e p t h o f b u r i a l w h i c h r a n g e d f r o m 4 , 6 0 0 m t o 5 , 5 0 0 m i n c o n t r a s t t o t h e e s t i m a t e d t h i c k n e s s o f 3 , 5 0 0 m ( B u s t i n , 1 9 8 4 ) . I n a s m u c h a s t h e C u r r i e r u n i t w o u l d h a v e b e e n e x p o s e d t o h i g h t e m p e r a t u r e s f o r a l o n g e r p e r i o d o f t i m e w i t h a g r e a t e r b u r i a l d e p t h , a l o w e r , l e s s u n u s u a l p a l e o g e o t h e r m a l g r a d i e n t i s r e q u i r e d . F o r c o a l s w i t h i n t h e s t u d y a r e a i t h a s b e e n d e m o n s t r a t e d i n C h a p t e r 4 t h a t a p a l e o g e o t h e r m a l g r a d i e n t o f 3 0 ° - 4 0 ° C / k m a p p e a r s t o e x p l a i n t h e d a t a . H i g h v a l u e s o f R o i n t h e C u r r i e r u n i t i n t h e s o u t h e r n p a r t o f t h e c o a l f i e l d ( R o a s h i g h m a x m a x 1 7 4 a s 5 . 8 % ; B u s t i n , i b i d ) s u g g e s t t h e n e e d f o r a p a l e o g e o t h e r m a l g r a d i e n t o f b e t w e e n 4 5 ° C - 5 0 ° C / k m ( F i g u r e 6 7 , C h a p t e r 4 ) . T h i s i s i n c o n t r a s t t o a g r a d i e n t r a n g e o f 4 5 ° C / k m t o 7 5 ° C / k m p r o p o s e d b y B u s t i n . U t i l i z i n g t h e a v e r a g e t h e r m a l c o n d u c t i v i t y v a l u e i n c o r p o r a t e d b y B u s t i n o f 2 . 0 0 W / m ° C ( 4 . 8 x 1 0 c a l / c m . s e c ) a n d a r a n g e o f g r a d i e n t s o f 3 0 ° C / k m u p t o 5 0 ° C / k m r e s u l t s i n h e a t f l o w s o f : G e o t h e r m a l G r a d i e n t H e a t F l o w 3 0 ° C / k m 6 0 m W / m 1 4 0 ° C / k m 8 0 m W / m J 5 0 ° C / k m 1 0 0 m W / m 2 B a s e d o n a n a v e r a g e t h e r m a l c o n d u c t i v i t y f o r v a r i o u s l i t h o l o g i e s o f : s h a l e 1 . 6 W / m ° C s a n d s t o n e 3 . 6 W / m ° C l i m e s t o n e 2 . 4 W / m ° C c o a l 0 . 5 W / m ° C d o l o m i t e 3 . 2 W / m ° C d i a b a s e 2 . 4 W / m ° C ( C l a r k , 1 9 6 6 ; G r e t e n e r , 1 9 8 1 ) i t i s a p p a r e n t t h a t a c o n t r i b u t i o n o f a p p r o x i m a t e l y 8 0 % s h a l e i n a d o m i n a n t l y c l a s t i c s e c t i o n i s n e c e s s a r y t o r e s u l t i n t h e r m a l c o n d u c t i v i t i e s a s l o w a s 2 . 0 0 W / m ° C . l n t h e B o w s e r L a k e G r o u p s t r a t a t h e c o n t r i b u t i o n b y s h a l e t o t h e p o s t - O x f o r d i a n s e c t i o n i s g e n e r a l l y l e s s t h a n 5 0 % ; r e s u l t i n g i n a n e s t i m a t e d t h e r m a l c o n d u c t i v i t y o f n o l e s s t h a n 2 . 4 0 W / m ° C . T h e c a l c u l a t e d h e a t f l o w v a l u e s u s i n g a c o n d u c t i v i t y o f 2 . 0 W / m ° C ( a s e m p l o y e d b y B u s t i n , 1 9 8 3 ) c a n t h u s b e t h o u g h t o f a s m i n i m a l e s t i m a t e s o f t h e h e a t f l o w . W h e n c o m p a r e d w i t h t h e a v e r a g e g l o b a l h e a t f l o w v a l u e o f 6 5 m W / m 2 1 7 5 ( G r e t e n e r , 1 9 8 1 ) t h e c a l c u l a t e d v a l u e s s u g g e s t t h a t h i g h e r t h a n a v e r a g e h e a t f l o w s a r e r e q u i r e d t o e x p l a i n t h e c o a l i f i c a t i o n g r a d i e n t s r e c o g n i z e d i n t h e s o u t h e r n p a r t o f t h e G r o u n d h o g C o a l f i e l d ( B u s t i n , 1 9 8 4 ) . H e a t f l o w s o f a s i m i l a r m a g n i t u d e ( a p p r o x i m a t e l y 8 4 m W / m 2 h a v e b e e n d o c u m e n t e d f o r v a r i o u s m a r g i n a l ( b a c k - a r c ) b a s i n s i n t h e " W e s t e r n P a c i f i c ( S c h l a t e r , 1 9 7 2 ; W a t a n a b e , e t a l . , 1 9 7 7 ) . A m o d e l w h i c h i n v o l v e s s u b d u c t i o n o f t h e C o a s t P l u t o n i c C o m p l e x b e n e a t h t h e a m a l g a m a t e d s u p e r t e r r a n e s i s c o n s i s t e n t w i t h a h i g h b a c k - a r c h e a t f l u x , c o i n c i d e n t w i t h t h e p o s i t i o n o f t h e B o w s e r B a s i n d e p o - c e n t r e . O t h e r t e c t o n i c s e t t i n g s w h i c h h a v e a s s o c i a t e d h i g h h e a t f l o w s ( e . g . , o c e a n r i d g e s , c o n t i n e n t a l r i f t s ) a r e n o t . c o n s i s t e n t w i t h t h e M e s o z o i c r e g i o n a l g e o l o g y i n n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a . T h e p o s s i b l e c o n t r i b u t i o n o f s u b s u r f a c e f l u i d f l o w t o t h e h e a t f l o w i s u n c e r t a i n a t t h i s t i m e , t h o u g h i n t u i t i v e l y i t s e e m s u n r e a s o n a b l e t o e x p e c t a s t a b l e f l u i d f l o w p a t t e r n f o r 1 0 0 m i l l i o n y e a r s i n a t e c t o n i c a l l y a c t i v e a r e a . 6 . 2 R E G I O N A L D E F O R M A T I O N 6 . 2 . 1 T 1 M T N G O F E V E N T S F r o m s t r u c t u r a l r e l a t i o n s h i p s i n t h e f i e l d a r e a i t i s e v i d e n t t h a t t h e d e f o r m a t i o n a l h i s t o r y o u d i n e d p r o g r e s s e d a f t e r d e p o s i t i o n o f a t l e a s t t h e D e v i l s C l a w u n i t ( C h a p t e r 3 ) . E i s b a c h e r ( 1 9 7 1 ) i n d i c a t e d t h e p r e s e n c e o f a n a n g u l a r u n c o n f o r m a b l e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e T a n g o C r e e k F o r m a t i o n o f t h e S u s t u t G r o u p a n d t h e u n d e r l y i n g B o w s e r L a k e a s s e m b l a g e n e a r t h e s o u t h e a s t e r n e d g e o f t h e G r o u n d h o g C o a l f i e l d a n d s u g g e s t e d t h a t d e f o r m a t i o n o c c u r r e d p r i o r t o a n d d u r i n g d e p o s i t i o n o f t h e S u s t u t r o c k s . T h e c o i n c i d e n c e o f p a l e o c u r r e n t d i r e c t i o n s i n t h e D e v i l s C l a w u n i t a n d t h e l o w e r T a n g o C r e e k F o r m a t i o n , h o w e v e r , i n d i c a t e s t h a t n o t u n t i l t h e t i m e p e r i o d c o i n c i d e n t w i t h d e p o s i t i o n o f t h e u p p e r m o s t T a n g o C r e e k ( T a t l a t u i m e m b e r ; C a m p a n i a n ? ) h a d u p l i f t b e e n g r e a t e n o u g h i n t h e B o w s e r B a s i n t o s w i t c h p a l e o c u r r e n t s 1 7 6 f r o m a s o u t h s o u t h w e s t e r l y d i r e c t i o n t o a n o r t h e a s t e r l y d i r e c t i o n ( E i s b a c h e r , 1 9 8 1 ) . D e p o s i t i o n o f B r o t h e r s P e a k c o a r s e e l a s t i c s i n t h e e a s t w a r d p r o g r a d i n g f o r e d e e p b a s i n o f t h e t h r u s t b e l t w h i c h c o n t a i n s u p l i f t e d B o w s e r L a k e G r o u p a n d T a n g o C r e e k s t r a t a i n d i c a t e s d e f o r m a t i o n w h i c h p r o g r e s s e d b e y o n d M a e s t r i c h t i a n t i m e . T h e a b s o l u t e a g e o f t h e i n c r e m e n t a l s h o r t e n i n g e v e n t s i n t h e B o w s e r a n d S u s t u t B a s i n s i s p o o r l y c o n s t r a i n e d . A c o m p i l a t i o n o f g e n e r a l f o l d t r e n d s f r o m t h e n o r t h e r n m o s t m a r g i n o f t h e B o w s e r B a s i n ( G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a , 1 9 5 7 ; G a b r i e l s e a n d T i p p e r , 1 9 8 4 ) a n d t h e n o r t h e a s t e r n e d g e o f t h e B o w s e r B a s i n a n d t h e w e s t e r n m o s t e d g e o f t h e S u s t u t b a s i n ( E i s b a c h e r , 1 9 7 4 a ; G a b r i e l s e a n d T i p p e r , 1 9 8 4 ) i n d i c a t e 2 p r e d o m i n a n t f o l d t r e n d s ( F i g u r e 8 6 , b a c k p o c k e t ) . E i s b a c h e r ( 1 9 7 6 ; p . 1 1 6 ) n o t e d t h a t i n t h e n o r t h w e s t e r n c o r n e r o f t h e B o w s e r B a s i n : T h e n o r t h e a s t e r l y t r e n d i n g f o l d s a r e c l e a r l y o v e r p r i n t e d b y y o u n g e r n o r t h w e s t e r l y t r e n d i n g n o r t h e a s t w a r d v e r g i n g f o l d s . i t w a s f u r t h e r s u g g e s t e d t h a t : B e c a u s e t h e n o r t h e a s t t r e n d i n g f o l d s a r e e s s e n t i a l l y c o n f i n e d t o t h e c h a n n e l f a d e s t h e y m a y h a v e f o r m e d i n r e s p o n s e t o g r a v i t a t i o n a l m o v e m e n t s d o w n t h e b a s i n s l o p e c o n t e m p o r a n e o u s w i t h c l a s t i c d e p o s i t i o n . I n r e f e r e n c e t o t h e S u s t u t B a s i n , E i s b a c h e r ( 1 9 7 4 a ) i n d i c a t e s a n o v e r p r i n t i n g o f e a r l y n o r t h - n o r t h e a s t e r l y t o n o r t h - n o r t h w e s t e r l y o v e r t u r n e d f o l d s a n d t h r u s t s b y l a t e r n o r t h w e s t e r l y t r e n d i n g f o l d s a n d t h r u s t s n e a r M o s q u e M o u n t a i n ( a d j a c e n t t h e s o u t h e r n t i p o f t h e G r o u n d h o g C o a l f i e l d ) . A g a i n , e v i d e n c e f o r t h i s i n t e r p r e t a t i o n w a s n o t o f f e r e d . E v a l u a t i o n o f t h e v a r i o u s s t r u c t u r a l t r e n d s d i s p l a y e d i n F i g u r e 8 6 i l l u s t r a t e s t h a t t h e t w o p r e d o m i n a n t f o l d t r e n d s p r e s e n t a l o n g t h e e d g e s o f t h e B o w s e r B a s i n a r e s u b p a r a l l e l t o t h e f i r s t p h a s e a n d s e c o n d p h a s e f o l d s a s d e f i n e d i n t h e t h e s i s a r e a . I n t h e s t u d y a r e a i t i s c l e a r t h a t t h e n o r t h e a s t e r l y t r e n d i n g f o l d s ( F 2 ) h a v e d e f o r m e d s o u t h e a s t e r l y t r e n d i n g f o l d s ( F J a n d t h a t t h r u s t s w i t h a p r e d o m i n a n t l y s o u t h e a s t e r l y d i r e c t e d c o m p o n e n t o f m o t i o n o f f s e t F , s t r u c t u r e s . A s w e l l , t h e p r e p o n d e r a n c e o f a " b r i t t l e " a n d l a c k o f a " p l a s t i c " d e f o r m a t i o n a l s t y l e r u l e s o u t a s y n d e p o s i t i o n a l 177 d e f o r m a t i o n a l e v e n t . I t i s t h u s s u g g e s t e d a m o r e r e a s o n a b l e i n t e r p r e t a t i o n i s t h a t t h e r e l a t i v e t i m i n g o f f o l d e v e n t s d i s c e r n e d i n t h e s t u d y a r e a i s c o n s i s t e n t t h r o u g h o u t t h e b a s i n . I f t h e t i m i n g o f f o l d s u p e r p o s t i o n a s n o t e d f o r S u s t u t r o c k s b y E i s b a c h e r i s c o r r e c t , t h e n i t c a n b e s u g g e s t e d t h a t t h e f i r s t p h a s e o f d e f o r m a t i o n w h i c h r e s u l t e d i n s o u t h e a s t e r l y t r e n d i n g f o l d s i n t h e t h e s i s a r e a o c c u r r e d p r i o r t o d e p o s i t i o n o f t h e S u s t u t G r o u p r o c k s a n d h e n c e p o s t - A l b i a n t o p r e - S a n t o n i a n ( T a n g o C r e e k ) w h e r e a s t h e s e c o n d a n d t h i r d p h a s e s w h i c h r e s u l t e d i n n o r t h e a s t e r l y a n d s o u t h e a s t e r l y t r e n d i n g f o l d s r e s p e c t i v e l y , o c c u r r e d p o s t - S a n t o n i a n a n d p r o b a b l y p r e - P a l e o c e n e . T h e a m o u n t o f s t r a i n a s s o c i a t e d w i t h n o r t h w e s t e r l y t r e n d i n g s t r u c t u r e s i n t h e T a n g o C r e e k s t r a t a i s h o w e v e r i n c o n s i s t e n t w i t h t h e m i n i m a l s t r a i n w h i c h c a n b e a t t r i b u t e d t o a p o s s i b l e t h i r d p h a s e i n t h e B o w s e r B a s i n r o c k s . F u r t h e r d e t a i l e d s t r u c t u r a l s t u d i e s c o n c e r n i n g t h e t i m i n g o f s u p e r p o s i t i o n n e a r t h e w e s t e r n e d g e o f t h e S u s t u t B a s i n a r e n e e d e d t o c l e a r l y d e l i n e a t e t h e s e r e l a t i o n s h i p s . 6 . 2 . 2 D R I V I N G M E C H A N I S M S F O R D E F O R M A T I O N A s s u m i n g t h a t b u l k s t r a i n a x e s a s s o c i a t e d w i t h t h e i n d i v i d u a l f o l d e v e n t s a r e a p p r o x i m a t e l y p a r a l l e l t o t h e p r i n c i p a l a x e s o f s t r e s s , t h e n i t i s p o s s i b l e t o r e l a t e t h e t h r e e s u p e r p o s e d s t r a i n s t o o t h e r d e f o r m a t i o n a l e v e n t s i n t h e w e s t e r n C o r d i l l e r a . T o a c c o m p l i s h s u c h a c o m p a r i s o n s o m e m e c h a n i s m i s r e q u i r e d b y w h i c h t h e p r i n c i p a l a x i s o f c o m p r e s s i o n w o u l d s h i f t f r o m a n o r i e n t a t i o n o f n o r t h e a s t - s o u t h w e s t t o n o r t h w e s t - s o u t h e a s t a n d b a c k t o n o r t h e a s t - s o u t h w e s t i n t h e i n t e r v a l b e t w e e n A l b i a n a n d P a l e o c e n e t i m e s . B a s e d o n i n c r e m e n t a l p a l i n s p a s t i c r e s t o r a t i o n s o f t h e d i s p l a c e m e n t s a l o n g v a r i o u s d e x t r a l s t r i k e - s l i p f a u l t s i n t h e C o r d i l l e r a , G a b r i e l s e ( 1 9 8 5 ) s u g g e s t e d : f o r t h e n o r t h c e n t r a l C o r d i l l e r a , a t l e a s t , t h e r e a p p e a r s t o h a v e b e e n a m a r k e d c h a n g e i n g e n e r a l o r i e n t a t i o n s o f p r i n c i p a l s t r e s s f r o m n o r t h e a s t i n p r e - A l b i a n t i m e t o n o r t h - n o r t h w e s t i n t h e m i d C r e t a c e o u s t o n o r t h - n o r t h e a s t i n l a t e C r e t a c e o u s a n d / o r e a r l y C e n o z o i c t i m e s . F i g u r e 8 7 s u m m a r i z e s t h e d i s p l a c e m e n t h i s t o r y a l o n g t h e m a j o r s t r i k e - s l i p f a u l t s i n t h e 178 mid JURASSIC-mld CRETACEOUS mid CRETACEOUS-Late CRETACEOUS Late CRETACEOUS-EOCENE FIGURE 87: Displacement history along the major strike-slip faults in northcentral British Columbia in relative chronological order of A, B, C, D (after Gabrielse, 1985). Arrows indicate approximate orientation of principal compressive stresses assuming some cohesion along the fault zones. HF=Hotailluh fault; KF=Kutcho fault; TkF=Thudaka fault; PF=Pinchi fault; VF=Vitali fault; SF=Swannell fault; TbF=Thibert fault; NF=Nahlin fault; KSF=King Salmon fault; KtF=Klinkit fault; PfF=Pittman fault 1 7 9 n o r t h e r n C o r d i l l e r a a n d t h e c o n c o m i t a n t a p p r o x i m a t e o r i e n t a t i o n o f d i r e c t i o n o f s h o r t e n i n g w h i c h m i g h t h a v e b e e n r e s p o n s i b l e . I t i s i m p o r t a n t t o n o t e t h a t t h i s o r i e n t a t i o n m i g h t v a r y c o n s i d e r a b l y , d e p e n d e n t o n t h e c o e f f i c i e n t o f s l i d i n g " f r i c t i o n " o r e f f e c t i v e v i s c o s i t y o p e r a t i v e w i t h i n t h e v a r i o u s f a u l t z o n e s . I n i t i a l l y , t e l e s c o p i n g o f t h e s u p e r t e r r a n e a g a i n s t t h e " s t a b l e " N o r t h A m e r i c a n c r a t o n a t a f a i r l y h i g h a n g l e o f i n c i d e n c e r e s u l t e d i n e a r l y s t r u c t u r e s w i t h a n o r t h w e s t - s o u t h e a s t t r e n d . T h e t i m i n g o f t h i s c o m p r e s s i o n a l e v e n t p o s t - d a t e s E a r l y C r e t a c e o u s a c c r e t i o n o f s u p e r t e r r a n e I I w i t h t h e a m a l g a m a t e d i n b o a r d t e r r a n e s o f s u p e r t e r r a n e 1 ( M o n g e r e t a l . , 1 9 8 2 ) a n d p o s s i b l y y i e l d s t h e a g e o f t e l e s c o p i n g o f t h e c o m b i n e d t e r r a n e s . A s t h e a n g l e o f c o n v e r g e n c e d e c r e a s e d , s t r i k e - s l i p d i s p l a c e m e n t a l o n g a s y s t e m o f n o r t h w e s t e r l y t r e n d i n g s t r i k e - s l i p f a u l t s ( K u t c h o , P i n c h i , T h i b e r t ) w a s i n i t i a t e d . K - A r d a t i n g o f m i c a s ( l O O M a ) f r o m f a u l t z o n e r o c k s s u g g e s t t h a t d e x t r a l m o t i o n w a s o c c u r r i n g d u r i n g m i d - C r e t a c e o u s t i m e ( G a b r i e l s e , 1 9 8 5 ) . G a b r i e l s e p o i n t s o u t t h a t t h e g e o m e t r i c a l r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e K u t c h o , K i n g S a l m o n a n d N a h l i n f a u l t s i s c o n s i s t e n t w i t h c o n t e m p o r a n e o u s d e x t r a l d i s p l a c e m e n t a l o n g t h e K u t c h o f a u l t a n d s o u t h e r l y d i r e c t e d t h r u s t i n g o f K i n g S a l m o n f a u l t a n d N a h l i n f a u l t h a n g i n g w a l l r o c k s . A l o n g t h e n o r t h w e s t e r l y s t r i k i n g s e g m e n t s o f t h e K i n g S a l m o n a n d N a h l i n f a u l t s , f a u l t p l a n e s a r e s t e e p l y d i p p i n g a n d h a v e a s s o c i a t e d l o c a l s t e e p l y p l u n g i n g m i n o r f o l d a x e s w h i c h s u g g e s t a c o m p o n e n t o f t r a n s c u r r e n t d i s p l a c e m e n t . A l t h o u g h d i s p l a c e m e n t a l o n g t h e T h i b e r t f a u l t i s c o n s t r a i n e d a s b e i n g p r e - L a t e C r e t a c e o u s ( G a b r i e l s e , i b i d ) i t i s p o s s i b l e t h a t d i s p l a c e m e n t o c c u r r e d a l o n g t h e K u t c h o s e g m e n t f o r a s o m e w h a t l o n g e r p e r i o d o f t i m e . T h e a s s u m p t i o n t h a t t h e s u p e r t e r r a n e c o n t a i n i n g S t i k i n i a a n d Q u e s n e l l i a w a s t r a n s p o r t e d n o r t h w a r d s a l o n g t h e w e s t - n o r t h w e s t e r l y t r e n d i n g s e g m e n t o f t h e K i n g S a l m o n a n d N a h l i n f a u l t s a n d t r a n s p o r t e d b y s t r i k e - s l i p m o t i o n a l o n g t h e n o r t h e r l y t r e n d i n g s e g m e n t s o f t h e K i n g S a l m o n - N a h l i n s y s t e m , i f c o u p l e d w i t h c o e v a l m o v e m e n t a l o n g t h e D e n a l i a n d C h a t h a m S t r a i t f a u l t s , m i g h t r e s u l t i n a z o n e o f c o n s t r i c t i o n a l s t r a i n ( F i g u r e 8 8 ) . T h o u g h t h e p r e d o m i n a n t s t r i k e - s l i p m o t i o n a l o n g t h e D e n a l i f a u l t s y s t e m i s FIGURE 88: Tectonic boundary conditions active during second phase and third phase deformational events in the study area. F2=northward advance of te Stikine terrane between the boundaries imposed by the Kutcho-King Salmon fault zone to the east and the Denali fault system to the west results in a zone of constriction and concomitant strain (arrows indicate major compression) manifest as folds and thrusts of second phase orientation in the study area. F3=continued build-up of strain energy might be relieved by displacement along the Ingenika-Findlay fault system which is approximately parallel to the plane of no finite longitudinal strain (NFLS) for the infinitesimal strain ellipse corresponding to F2. Rocks in the study area thus are under compression in a NE-SW direction, resulting in F3 fold orientations. See figure 79 for key to fault name abbreviations. 1 8 1 p o s t - M e s o z o i c ( L a n p h e r e , 1 9 7 8 ) , s t r i k e - s l i p d i s p l a c e m e n t s a l o n g v a r i o u s s e g m e n t s s u c h a s t h e H i n e s C r e e k s e g m e n t ( W a h r h a f t i g e t a l . , 1 9 7 5 ) a n d t h e S h a k w a k s e g m e n t ( B r a i l e y a n d C r a d d o c k , 1 9 8 5 ) , i n a d d i t i o n t o t r a n s p r e s s i v e c o n v e r g e n c e b e t w e e n t h e t w o s u p e r t e r r a n e s ( E n g e b r e t s o n a n d W a l l a c e , 1 9 8 5 ; G e h r e l s a n d S a l e e b y , 1 9 8 5 ) p r o b a b l y b e g a n p r e - L a t e C r e t a c e o u s , s u g g e s t i n g t h a t t h i s b o u n d a r y h a s b e e n a c t i v e c o n t e m p o r a n e o u s l y w i t h n o r t h w a r d s d i s p l a c e m e n t o f s u p e r t e r r a n e I . T h e e x i s t e n c e o f a l o w d i f f e r e n t i a l s t r e s s t h r o u g h o u t d e f o r m a t i o n a l h i s t o r y ( C h a p t e r 3 ) s u g g e s t s t h a t t h e m a g n i t u d e o f c o n s t r i c t i o n n e e d n o t b e e x c e p t i o n a l l y h i g h i n o r d e r t o c a u s e a r e v e r s a l o f i n t e r m e d i a t e / m i n i m u m a n d m a x i m u m p a l e o s t r e s s o r i e n t a t i o n s . T h e r e q u i s i t e c o n s t r i c t i o n a l s t r a i n w o u l d , p r e s u m e a b l y m a n i f e s t i t s e l f a s f o l d s w h i c h t r e n d i n a n o r t h e a s t e r l y d i r e c t i o n ; a d i r e c t i o n s i m i l a r t o t h a t o f S 2 i n t h e s t u d y a r e a . C o n t i n u e d a c c u m u l a t i o n o f s t r a i n e n e r g y m i g h t h a v e b e e n r e l i e v e d b y a t r a n s f e r e n c e f r o m p r i m a r y d i s p l a c e m e n t a l o n g t h e K u t c h o f a u l t t o d i s p l a c e m e n t a l o n g t h e T h u d a k a , F i n d l a y , I n g e n i k a a n d T a k l a f a u l t s y s t e m w h o s e o r i e n t a t i o n c o r r e s p o n d s t o t h e p l a n e o f n o f i n i t e l o n g i t u d i n a l s t r a i n o f a g e n e r a l i z e d f i n i t e s t r a i n e l l i p s e c o r r e s p o n d i n g t o s e c o n d p h a s e s t r u c t u r e s . A s l i g h t c h a n g e i n r e l a t i v e p l a t e m o t i o n c o u l d a l s o c o n t r i b u t e t o t h e r e o r i e n t a t i o n o f p a l e o s t r e s s e s . T h e o r i e n t a t i o n o f t h i r d p h a s e c o m p r e s s i o n i n t h e s t u d y a r e a i s c o m p a t i b l e w i t h d e x t r a l d i s p l a c e m e n t s a l o n g t h e T h u d a k a , F i n d l a y , I n g e n i k a a n d T a k l a f a u l t s s t y s t e m a s w e l l a s s i n i s t r a l d i s p l a c e m e n t s a l o n g t h e P i t m a n f a u l t a n d s e v e r a l s m a l l e r s u b - p a r a l l e l f a u l t s e a s t o f D e a s e L a k e ( G a b r i e l s e a n d T i p p e r , 1 9 8 4 ; G a b r i e l s e , 1 9 8 5 ) , i f a l l o w a n c e s f o r v a r i a t i o n s i n s l i d i n g f r i c t i o n , m i n o r s t r e s s r e o r i e n t a t i o n s , a n i s o t r o p i c s e t c . a r e c o n s i d e r e d . S u c h a p a t t e r n o f d e f o r m a t i o n i s a d m i t t e d l y s i m p l i s t i c a n d i g n o r e s t h e c o m p l e x i t i e s e x p e c t e d i f s o m e m o t i o n i s c o n t e m p o r a n e o u s a l o n g t h e P i n c h i , K u t c h o , F i n d l a y a n d T h u d a k a f a u l t s . I n d e e d , t h e e x a c t t i m i n g o f t h e i n d i v i d u a l d e f o r m a t i o n e v e n t s d i s c e r n e d i n t h e f i e l d a r e a o f p o s t - A l b i a n t h r o u g h t o P a l e o g e n e i s t o s o m e e x t e n t a t o d d s w i t h p r e - L a t e C r e t a c e o u s m o t i o n a l o n g t h e K u t c h o - P i n c h i s y s t e m ( G a b r i e l s e , 1 9 8 5 ) . 7 . C O N C L U S I O N S A r e c o n n a i s s a n c e s t u d y o f t h e s t r a t i g r a p h i c , s e d i m e n t o l o g i c , s t r u c t u r a l a n d o r g a n i c - i n o r g a n i c d i a g e n e t i c / m e t a m o r p h i c r e l a t i o n s h i p s i n t h e n o r t h e a s t e r n c o r n e r o f t h e B o w s e r B a s i n h a s r e v e a l e d t h e f o l l o w i n g : 1 . T h e a p p r o x i m a t e l y 3 7 0 0 m . t h i c k s t r a t i g r a p h i c s u c c e s s i o n w i t h i n t h e s t u d y a r e a c a n b e d i v i d e d i n t o 4 m a p p a b l e l a t e r a l l y c o n t i n u o u s u n i t s w h i c h a r e , f r o m o l d e s t t o y o u n g e s t : t h e J a c k s o n ( 1 1 0 0 - 2 0 0 0 m . ) , C u r r i e r ( 3 5 0 - 4 0 0 m . ) , M c E v o y ( 8 0 0 m . ) , a n d D e v i l s C l a w ( > 8 0 0 m . ) . I n o r d e r t o b e t t e r d e l i n e a t e s t r u c t u r a l c o m p l e x i t i e s w i t h i n t h e s t u d y a r e a t h e M c E v o y a n d D e v i l s C l a w . u n i t s h a v e b e e n f u r t h e r d i v i d e d i n t o t w o a n d t h r e e s u b u n i t s r e s p e c t i v e l y . 2 . T h e s u c c e s s i o n r e p r e s e n t s a n o v e r a l l r e g r e s s i v e s e q u e n c e r a n g i n g i n a g e f r o m B a t h o n i a n ( l o w e s t J a c k s o n ) t o A l b i a n ( D e v i l s C l a w ) a n d i s t h o u g h t t o h a v e b e e n d e p o s i t e d i n a m a r g i n a l m a r i n e s e t t i n g c h a r a c t e r i z e d b y p r o g r a d i n g d e l t a s . T h e p r e d o m i n a n c e o f a n g u l a r t o s u b r o u n d e d d e t r i t a l c l a s t s a n d a b u n d a n c e o f d e t r i t a l p l a g i o c l a s e f e l d s p a r s a n d v o l c a n i c r o c k f r a g m e n t s s u g g e s t s r e l a t i v e c l o s e p r o x i m i t y t o t h e s o u r c e a r e a . A n u p w a r d i n c r e a s e i n t h e p e r c e n t a g e o f q u a r t z i t e a n d g r a n i t i c r o c k f r a g m e n t s s u g g e s t s t h e i n c r e a s i n g i m p o r t a n c e o f m i d - M e s o z o i c a n d y o u n g e r p l u t o n i c s ( H o t a i l u h b a t h o l i t h ) a n d L o w e r C a m b r i a n q u a r t z i t e s i n n o r t h e r n a n d n o r t h e a s t e r n s o u r c e a r e a s . D i f f e r e n c e s i n s o u r c e t e r r a n e r o c k t y p e a r e s u g g e s t e d a s a n e x p l a n a t i o n f o r d i f f e r e n c e s i n c l a s t l i t h o l o g y i n t h e s o u t h e r n B o w s e r B a s i n ( T i p p e r a n d R i c h a r d s , 1 9 7 6 ) a n d t h e n o r t h e r n B o w s e r B a s i n . 3 . T h e p r o j e c t i o n o f a l e a s t s q u a r e s f i t l i n e a r r e g r e s s i o n o f v i t r i n i t e r e f l e c t a n c e d a t a f r o m t h e s t r a t i g r a p h i c s u c c e s s i o n t o a p r e - c o a l i f i c a t i o n v a l u e o f 0 . 2 % R o s u g g e s t s t h e b a s e o f t h e C u r r i e r w a s b u r i e d t o a d e p t h o f 4 6 0 0 - 5 5 0 0 m a x m . 4 . T h e p a r a l l i s m o f i s o r a n k l i n e s w i t h f o l d s a n d t h r u s t s a s w e l l a s t h e o r i e n t a t i o n o f t h e v i t r i n i t e i n d i c a t i n g s u r f a c e s u g g e s t t h a t c o a l i f i c a t i o n w a s p r e t e c t o n i c . 1 8 2 1 8 3 T i m e - t e m p e r a t u r e m o d e l l i n g b a s e d o n t h e m e t h o d o f L o p a t i n , u t i l i z i n g b u r i a l h i s t o r y c o n s t r a i n t s i n d i c a t e d b y f i e l d m a p p i n g d u r i n g t h i s s t u d y a n d i n f o r m a t i o n s u p p l i e d b y p r e v i o u s s t u d i e s i n t h e n e a r b y S u s t u t B a s i n ( E i s b a c h e r , 1 9 7 1 , 1 9 7 2 , 1 9 7 3 , 1 9 7 4 a , b , c , 1 9 7 6 , 1 9 8 1 ) , s u g g e s t t h a t p a l e o - g e o t h e r m a l g r a d i e n t s i n t h e n o r t h e r n p a r t o f t h e G r o u n d h o g C o a l f i e l d w e r e i n t h e r a n g e o f 3 0 ° C / k m - 4 0 ° C / k m . A s s u c h , t h e m a x i m u m t e m p e r a t u r e s a t t a i n e d a t t h e b a s e o f t h e C u r r i e r p r i o r t o m a j o r u p l i f t w e r e i n t h e r a n g e 1 8 0 ° C - 2 2 0 ° C . A m i n i m u m e s t i m a t e o f t h e r m a l c o n d u c t i v i t y f o r s t r a t a i n t h e b a s i n o f 2 . 0 0 W / m ° C y i e l d s c a l c u l a t e d p a l e o - h e a t f l o w s o f 6 0 - 8 0 m W / m 2 f o r 3 0 ° C / k m a n d 4 0 ° / k m g r a d i e n t s r e s p e c t i v e l y . W h e n c o u p l e d w i t h t h e n e c e s s a r i l y h i g h e r g r a d i e n t s p r e s e n t i n t h e s o u t h e r n p a r t o f t h e b a s i n ( B u s t i n , 1 9 8 4 ) a n d t h e r e l a t i v e l y h i g h r e f l e c t a n c e s o f c o a l y m a t e r i a l i n S u s t u t G r o u p r o c k s , a s u s t a i n e d s o u r c e o f h i g h h e a t f l o w i s r e q u i r e d . D e p o s i t i o n i n a m a r g i n a l ( b a c k - a r c ) b a s i n i s t h o u g h t t o b e c o m p a t a b l e w i t h t h e e s t i m a t e d p a l e o - h e a t f l o w s a n d t h e s e d i m e n t o l o g y . B u r i a l o f t h e s t r a t a t o d e p t h s o f a p p r o x i m a t e l y 5 k m . a n d c i r c u l a t i o n o f m e t a s o m a t i c f l u i d s h a s r e s u l t e d i n d i a g e n e t i c / m e t a m o r p h i c a l t e r a t i o n s . A n a u t h i g e n i c a s s e m b l a g e c o n s i s t i n g o f a l b i t e , q u a r t z , c a r b o n a t e ( c a l c i t e , d o l o m i t e , a n k e r i t e ) a n d c l a y m i n e r a l s w a s i d e n t i f i e d i n t h i n s e c t i o n . X - r a y a n a l y s i s o f t h e < 2 M m c l a y f r a c t i o n i l l u s t r a t e d t h e p r e s e n c e o f k a o l i n i t e , i l l i t e , c h l o r i t e , m o n t m o r i l l o n i t e , i l l i t e / m o n t m o r i l l o n i t e , i l l i t e / v e r m i c u l i t e , c h l o r i t e / m o n t m o r i l l o n i t e , w h i t e m i c a ( p a r a g o n i t e ? ) , w h i t e m i c a / m o n t m o r i l l o n i t e - w h i t e m i c a / m u s c o v i t e i n v a r y i n g r e l a t i v e a b u n d a n c e s t h r o u g h o u t t h e s e c t i o n . A l b i l i z a t i o n o f d e t r i t a l p l a g i o c l a s e f e l d s p a r s , g r o w t h o f c l a y m i n e r a l s a n d t h e p r e c i p i t a t i o n o f q u a r t z a p p e a r t o b e p r e - a n d s y n - t e c t o n i c , w h e r e a s t h e p r e c p i t a t i o n o f c a r b o n a t e ( o f t e n a s a l a t e r e p l a c e m e n t ) i s p r e - , s y n - a n d p o s t - t e c t o n i c . T h e a s s u m p t i o n t h a t t i m e - t e m p e r a t u r e m o d e l l i n g o f v i t r i n i t e r e f l e c t a n c e y i e l d s 1 8 4 r e l i a b l e p a l e o - t e m p e r a t u r e s i n d i c a t e s t h a t t h e p e r s i s t e n c e o f e x p a n d a b l e l a t t i c e c l a y s , t h e s u b d u e d K u b l e r i l l i t e c r y s t a l l i n i t y a n d t h e p r e s e n c e o f p h e n g i t e s i n B o w s e r L a k e G r o u p r o c k s a r e i n c o n s i s t e n t w i t h e x p e r i m e n t a l l y a n d e m p i r i c a l l y d e r i v e d t e m p e r a t u r e s f o r t h e r e s p e c t i v e s t a b i l i t y f i e l d s . T h e c o n d i t i o n t h a t  P H 2 0 < P „ . , i s s o u g h t a s a n e x p l a n a t i o n f o r t h e s t a b i l i t y o f t h e s e m i n e r a l s a t fluid l o w e r t h a n p r e d i c t e d t e m p e r a t u r e s . L o w [ H 2 0 ] i s p r e d i c t a b l e b a s e d o n t i m e - t e m p e r a t u r e m o d e l l i n g o f t h e v o l a t i l e s g e n e r a t e d d u r i n g m a t u r a t i o n o f o r g a n i c m a t t e r , a n d s u g g e s t s t h a t i n s e d i m e n t s c h a r a c t e r i z e d b y a b u n d a n t o r g a n i c m a t t e r a n d l o w p e r m e a b i l i t y a t t e m p e r a t u r e s i n e x c e s s o f 1 0 0 ° C , H 3 0 g r a d u a l l y b e c o m e s a l e s s a b u n d a n t s p e c i e s i n . t h e v o l a t i l e p h a s e w i t h r e s p e c t t o C H 4 . T h e i n c r e a s e d c o n t r i b u t i o n o f C 0 2 t o s u c h a s y s t e m s t a b i l i z e s a c l a y c a r b o n a t e a s s e m b l a g e a t t h e e x p e n s e o f c a l c i u m z e o l i t e s a n d c a l c i u m s i l i c a t e s . 9 . D e f o r m a t i o n o f t h e s t r a t i g r a p h i c p a c k a g e i s c h a r a c t e r i z e d b y t w o a n d p o s s i b l y t h r e e p h a s e s o f d e f o r m a t i o n ; t h e f i r s t a n d t h i r d p h a s e s b e i n g r o u g h l y c o a x i a l w h e r e a s t h e i n t e r v e n i n g s e c o n d p h a s e i s o r i e n t e d a p p r o x i m a t e l y p e r p e n d i c u l a r t o t h e o t h e r t w o . T h e f i r s t p h a s e o f d e f o r m a t i o n h a s r e s u l t e d i n t h e g r e a t e s t i n c r e m e n t o f t o t a l b u l k s t r a i n a n d i s m a n i f e s t b y N W - S E t r e n d i n g f o l d s a n d t h r u s t f a u l t s . F o l d s h a v e a m e g a s c o p i c k i n k g e o m e t r y a n d v a r y i n w a v e l e n g t h a n d a m p l i t u d e t h r o u g h o u t t h e a r e a . B e d d i n g p l a n e s l i c k e n s i d e g e o m e t r i e s a n d t h e p r e s e n c e o f h i n g e c o l l a p s e a n d s a d d l e r e e f f e a t u r e s i n k i n k c o r e z o n e s s u g g e s t s f i e x u r a l - s l i p f o l d s i n i t i a t i n g b y a b u c k l e m e c h a n i s m . T h r u s t f a u l t s w h i c h c r o s s - c u t f o l d l i m b s c o n t r i b u t e m u c h l e s s t o t h e b u l k s t r a i n t h a n d o f o l d s a n d a r e t h o u g h t t o b e a l a t e f e a t u r e f o l l o w i n g f o l d l o c k - u p . L a y e r - p a r a l l e l f a u l t s a r e h o w e v e r , s y n c h r o n o u s w i t h f o l d i n g a n d a c c o m m o d a t e s h o r t e n i n g i n z o n e s o f d e c o l l e m e n t T h e s e c o n d p h a s e o f d e f o r m a t i o n p r o d u c e d b r o a d o p e n N E - S W t r e n d i n g f o l d s w h i c h h a v e f o l d e d f i r s t p h a s e s t r u c t u r e s . L o c a l l y , s e c o n d p h a s e f o l d s h a v e a b o x - l i k e k i n k g e o m e t r y . R e l a t i v e l y f l a t - l y i n g t h r u s t s w h i c h h a v e 1 8 5 r e s u l t e d i n k l i p p e n a n d h a v e o f f s e t f i r s t p h a s e s t r u c t u r e s , a r e p r e s e n t i n t h e n o r t h e r n p a r t o f t h e m a p a r e a . T h e a b s e n c e o f t i g h t f o l d i n g o f F 2 f a u l t s o r c l e a v a g e f u r t h e r i n d i c a t e s r e l a t i v e t i m i n g . T e n u o u s e v i d e n c e f o r a t h i r d p h a s e i s t h e g e n t l e w a r p i n g o f s e c o n d p h a s e s t r u c t u r e s a n d s u p e r p o s e d f a u l t p l a n e s l i c k e n s i d e s . T h e t h i r d p h a s e c o m p r e s s i o n w a s c o a x i a l w i t h t h e f i r s t p h a s e b u t a p p a r e n t l y c o n t r i b u t e d o n l y m i n i m a l s t r a i n s . S t r u c t u r a l g e o m e t r i e s w i t h i n t h e a r e a h a v e b e e n s t r o n g l y c o n t r o l l e d b y l i t h o l o g i c a l l y c o n t r o l l e d v i s c o s i t y c o n t r a s t s . T h e t h i c k s e c t i o n o f c o n g l o m e r a t e s a n d s a n d s t o n e s i n t h e D e v i l s C l a w a n d U p p e r M c E v o y u n i t s b e h a v e d a s a m o r e v i s c o u s m e m b e r , a n d o u t l i n e s a s u p r a s t r u c t u r e c h a r a c t e r i z e d b y a l a r g e - s c a l e f i r s t p h a s e a n t i c l i n o r i u m - s y n c l i n o r i u m p a i r a n d b y a s e c o n d p h a s e s o u t h e r l y p l u n g i n g m o n o c l i n a l f l e x u r e i n t e r u p t e d b y l a t e s t a g e h i g h a n g l e f a u l t s w h i c h a r e t h o u g h t t o h a v e d e v e l o p e d a s a r e s p o n s e t o o u t e r a r c c o m p r e s s i o n a n d / o r e x t e n s i o n . T h e l e s s v i s c o u s s t r a t a w h i c h c o m p r i s e s t h e l o w e r M c E v o y , C u r r i e r a n d J a c k s o n u n i t s f o r m s a m o r e d u c u ' l e f i r s t p h a s e i n f r a s t r u c t u r e c h a r a c t e r i z e d b y f o l d s o f r e l a t i v e l y h i g h a m p l i t u d e a n d s h o r t w a v e l e n g t h w h i c h h a v e a p a r a s i t i c r e l a t i o n s h i p w i t h s u p r a s t r u c t u r a l f o l d s . I m b r i c a t e s t a c k i n g o f p h a s e 2 f l a t l y i n g t h r u s t s i n t h e i n f r a s t r u c t u r e b a l a n c e s t h e s h o r t e n i n g a c c o m p l i s h e d b y t h e m o n o c l i n a l f l e x u r e c u t b y h i g h a n g l e f a u l t s ( p r e s u m a b l y l i s t r i c a t d e p t h ) w h i c h c h a r a c t e r i z e t h e o v e r l y i n g s u p r a s t r u c t u r a l p a c k a g e . W h e r e v e r t h i c k s h a l e s a r e i n t e r b e d d e d w i t h r e l a t i v e l y t h i n s a n d s t o n e s t h e r e i s a b u n d a n t l o c a l i z e d d i s h a r m o n i c f o l d i n g a n d l a y e r d e t a c h m e n t s w h i c h g i v e a d e c e p t i v e l y c o m p l i c a t e d a p p e a r a n c e t o t h e o v e r a l l g e o m e t r i e s . T h e b u l k s h o r t e n i n g a t t r i b u t e d t o c o m b i n e d p h a s e o n e a n d p h a s e t h r e e c o m p r e s s i o n s a s m e a s u r e d i n n o r t h e a s t - s o u t h w e s t c r o s s s e c t i o n s i s a p p r o x i m a t e l y 3 5 % . S h o r t e n i n g a t t r i b u t e d t o t h e s e c o n d p h a s e c o m p r e s s i o n i s i n d e t e r m i n a t e b u t a p p e a r s t o b e s u b s t a n t i a l l y l e s s t h a n t h a t c a l c u l a t e d f o r p h a s e o n e a n d t h r e e e v e n t s . T h e c o n t r i b u t i o n o f 1 8 6 p h a s e t h r e e f o l d i n g t o t h e t o t a l s t r a i n i s t h o u g h t t o b e m i n i m a l . 1 1 . S p a c e d p r e s s u r e s o l u t i o n c l e a v a g e i s a s s o c i a t e d w i t h b o t h f i r s t a n d s e c o n d p h a s e d e f o r m a t i o n s . C l e a v a g e d i s t r i b u t i o n i n t h e a r e a i s e x p l a i n e d b y c o n s i d e r a t i o n s o f t h e r e l e v a n t f l o w l a w ( R u t t e r , 1 9 7 6 ; 1 9 8 3 ) , w h i c h i n c o r p o r a t e s t e m p e r a t u r e , g r a i n n o r m a l s t r e s s a n d g r a i n s i z e a s f a c t o r s w h i c h i n f l u e n c e d i f f u s i o n f l o w r a t e s . C l e a v a g e f a n s r e l a t e d t o f i r s t p h a s e f o l d s s u g g e s t t h a t s t r a i n a c c o m o d a t i o n b y i n t e r g r a n u l a r f l o w w a s r e l a t i v e l y e a r l y i n t h e b u c k l i n g h i s t o r y o f m a n y f o l d s i n t h e a r e a . I n t h e s e f o l d s s t r a i n a c c o m o d a t i o n b y i n t e r b e d s l i p a n d o t h e r m e c h a n i s m s d u r i n g a c c e l e r a t e d b u c k l i n g r e s u l t e d i n f a n n i n g o f t h e c l e a v a g e s u r f a c e s , w h i c h b e h a v e d a s f i x e d r e f e r e n c e p l a n e s . T h e o c c u r r e n c e o f w e l l d e v e l o p e d c l e a v a g e o n l y n e a r h i n g e z o n e s i n s e c o n d p h a s e f o l d s , n e a r t h e h i n g e o f a n o v e r t u r n e d a n t i c l i n e i n a n a r e a o t h e r w i s e c h a r a c t e r i z e d b y a l a c k o f c l e a v a g e a n d i n t h e i m m e d i a t e f o o t w a l l o f f i r s t p h a s e t h r u s t s d e m o n s t r a t e s t h e i m p o r t a n c e o f h i g h i n t e r g r a n u l a r s t r e s s a n d l o c a l i z e d s t r a i n t o t h e c l e a v a g e f o r m i n g p r o c e s s w h e n t e m p e r a t u r e i s r e l a t i v e l y l o w . T h e o c c u r r e n c e o f w e l l - d e v e l o p e d c l e a v a g e o n l y i n f i n e g r a i n e d l i t h o l o g i e s w i t h i n t h e D e v i l s C l a w a n d M c E v o y u n i t s i n c o m p a r i s o n t o t h e m o r e o r l e s s u b i q u i t o u s o c c u r r e n c e o f c l e a v a g e i n t h e C u r r i e r a n d J a c k s o n u n i t s , i n d i c a t e s t h e s i g n i f i c a n t i n f l u e n c e i n i t i a l g r a i n s i z e h a s o n p r e s s u r e s o l u t i o n d i s t r i b u t i o n a t l o w e r t e m p e r a t u r e s . B a s e d o n c o a l i f i c a t i o n s t u d i e s , p r e s s u r e s o l u t i o n c l e a v a g e a p p e a r s t o h a v e b e c o m e i m p o r t a n t i n a l l l i t h o l o g i e s w i t h i n a t e m p e r a t u r e r a n g e o f a p p r o x i m a t e l y 1 5 0 ° C - 2 0 0 ° C . 1 2 . T h e w i d e s p r e a d o c c u r r e n c e o f s y n t e c t o n i c v e i n s o f b o t h a n t i t h e t i c a n d s y n t h e t i c n a t u r e a s s o c i a t e d w i t h a l l p h a s e s o f d e f o r m a t i o n s u g g e s t s t h e i m p o r t a n t r o l e t h a t h i g h p o r e f l u i d p r e s s u r e s h a v e p l a y e d i n t h e d e f o r m a t i o n a l p r o c e s s . T h e p r e d o m i n a n c e o f c o n j u g a t e s y s t e m a t i c f r a c t u r e s e t s w i t h l o w d i h e d r a l a n g l e s c o u p l e d w i t h t h e n o t i o n o f " c r a c k s e a l " v e i n f o r m a t i o n s u g g e s t s t h a t d i f f e r e n t i a l 187 s t r e s s e s w e r e g e n e r a l l y l o w ( < 5 0 M P a ) i n c o m p a r i s o n t o t h o s e d o c u m e n t e d f o r t h e R o c k y M o u n t a i n f o l d a n d t h r u s t b e l t ( > 1 0 0 M P a ; J a m i s o n a n d S p a n g , 1 9 7 1 ) . I n a d d i t i o n , t h e p r e s e n c e o f a n t i t h e t i c s y n t e c t o n i c v e i n f i l l i n g s i n b o t h f i r s t p h a s e h k O p l a n e a n d a b e d d i n g p l a n e s u b - p a r a l l e l o r i e n t a t i o n s s u g g e s t s t h a t t h e m i n i m u m a n d i n t e r m e d i a t e s t r e s s e s w e r e s w i t c h e d a t v a r i o u s t i m e s d u r i n g d e f o r m a t i o n a l h i s t o r y a n d h e n c e w e r e p r o b a b l y o f s i m i l a r m a g n i t u d e . W i t h l o w d i f f e r e n t i a l s t r e s s e s t h e i n t e r c h a n g e o f p r i n c i p a l s t r e s s a x e s r e q u i r e d t o c r e a t e t h e t h r e e s u p e r p o s e d s t r a i n s i s a t t a i n e d v i a s l i g h t c h a n g e s i n b o u n d a r y c o n d i t i o n s d u r i n g p r o g r e s s i v e d e f o r m a t i o n . 1 3 . B a s e d o n t h e r e l a t i v e a g e o f n o r t h e a s t a n d n o r t h w e s t t r e n d i n g f o l d s i n t h e S u s t u t B a s i n , i t i s s u g g e s t e d t h a t t h e f i r s t p h a s e o f d e f o r m a t i o n o c c u r r e d p o s t - A l b i a n a n d p r e - S a n t o n i a n a n d t h e s e c o n d a n d t h i r d p h a s e s o c c u r r e d p o s t - S a n t o n i a n t h r o u g h t o e a r l y T e r t i a r y t i m e . 1 4 . T h e p r o p o s e d s h i f t i n g e n e r a l o r i e n t a t i o n s o f m a x i m u m p a l e o - s t r e s s e s f r o m n o r t h e a s t i n p r e - A l b i a n t i m e t o n o r t h - n o r t h w e s t a n d t h e n t o n o r t h - n o r t h e a s t a g a i n i n t h e L a t e C r e t a c e o u s a n d / o r E a r l y C e n o z o i c t i m e s b a s e d o n p a l i n s p a s t i c r e s t o r a t i o n o f u n i t s a c r o s s n u m e r o u s s t r i k e - s l i p f a u l t s i n t h e N o r t h e r n C o r d i l l e r a ( G a b r i e l s e , 1 9 8 5 ) i s c o n s i s t e n t w i t h t h e s u p e r p o s i t i o n o f s t r a i n e v e n t s i n t h e t h e s i s a r e a a l t h o u g h t h e e v i d e n c e f o r a g e o f d i s p l a c e m e n t s i s c o n t r a d i c t o r y . A m o d e l i s s u g g e s t e d i n w h i c h t h e s h i f t i n s t r e s s e s i s p r o p o s e d t o h a v e o c c u r r e d a s a r e s u l t o f s i m u l t a n e o u s d i s p l a c e m e n t s a l o n g t h e K u t c h o - P i n c h i a n d T h i b e r t f a u l t s y s t e m s a n d a l o n g t h e D e n a l i f a u l t s y s t e m . N o r t h w a r d m o t i o n o f t h e i n t e r v e n i n g p l a t e w o u l d r e s u l t i n c o n s t r i c t i o n a l s t r a i n w h i c h w a s m a n i f e s t a s f o l d s a n d t h r u s t s o f s e c o n d p h a s e o r i e n t a t i o n . R e l i e f o f c o n s t i c t i o n a l s t r a i n e n e r g y p e r h a p s c o u p l e d w i t h a s l i g h t c h a n g e i n r e l a t i v e p l a t e m o t i o n , r e s u l t e d i n a l a t e r s h i f t t o f o r m e r p a l e o s t r e s s o r i e n t a t i o n s w h i c h a r e c o n s i s t e n t w i t h t h e o r i e n t a t i o n o f t h i r d p h a s e w a r p i n g . B I B L I O G R A P H Y A l v a r e z , W . , E n g e l d e r , T . , a n d G e i s e r , P . , 1 9 7 8 . C l a s s i f i c a t i o n o f s o l u t i o n c l e a v a g e i n p e l a g i c l i m e s t o n e s . G e o l o g y , 6 , p . 2 6 3 - 2 6 6 . A n d e r s o n , O . , a n d G r e w , D . C , 1 9 7 7 . S t r e s s c o r r o s i o n t h e o r y o f c r a c k p r o p a g a t i o n w i t h a p p l i c a t i o n s t o g e o p h y s i c s . R e v i e w s o f G e o p h y s i c s a n d S p a c e P h y s i c s , 1 5 , p . 7 7 - 1 0 4 . B a r k e r , C , 1 9 7 2 . A q u a t h e r m a l p r e s s u r i n g - r o l e o f t e m p e r a t u r e i n d e v e l o p m e n t o f a b n o r m a l - p r e s s u r e z o n e s . A m e r i c a n A s s o c i a t i o n o f P e t r o l e u m G e o l o g i s t s B u l l e t i n , 5 6 , p . 2 0 6 8 - 2 0 7 1 . B a r k e r , C , 1 9 8 3 . I n f l u e n c e o f t i m e o n m e t a m o r p h i s m o f s e d i m e n t a r y o r g a n i c m a t t e r i n l i q u i d - d o m i n a t e d g e o t h e r m a l s y s t e m s , w e s t e r n N o r t h A m e r i c a . G e o l o g v , 1 1 , p . 3 8 4 - 3 8 8 . B a r n e s . M . A . , B a r n e s , W . C . , a n d B u s t i n , R . M . , 1 9 8 4 . D i a g e n e s i s 8 , C h e m i s t r y a n d E v o l u t i o n o f O r g a n i c M a t t e r . G e o s c i e n c e C a n a d a , 1 1 , p . 1 0 3 - 1 1 4 . B a t h u r s t , R . C . , 1 9 7 1 . C a r b o n a t e s e d i m e n t s a n d t h e i r d i a g e n e s i s . E l s e v i e r , N e w Y o r k , 6 2 0 p p . B e a c h , A . , 1 9 7 7 . V i e n a r r a y s , h y d r a u l i c f r a c t u r e s a n d p r e s s u r e - s o l u t i o n s t r u c t u r e s i n a d e f o r m e d f l y s c h s e q u e n c e , s o u t h w e s t E n g l a n d . T e c t o n o p h y s i c s , 4 0 , p . 2 0 1 - 2 2 5 . B i o t , M . A . , 1 9 6 1 . T h e o r y o f f o l d i n g o f s t r a t i f i e d v i s c o e l a s t i c m e d i a a n d i t s i m p l i c a t i o n s i n t e c t o n i c s a n d o r o g e n e s i s . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n , 7 2 , p . 1 5 9 5 - 1 6 2 0 . B l a n q u a r t P . Q . , M e r i a u x , E . , 1 9 7 5 . E t u d e c o m p a r a t i v e d u p o u v o i r r e f l e c t e u r d e v e i n e s , p a s s e e s , l i t s , v e i n u l e s , f i l e t s e t g r a i n s d e m a t i e r e o r g a n i q u e d i s p e r s e e d a n s q u e l q u e s s e d i m e n t s d u b a s s i n h o u i l l e r d u N o r d e t d u P a s - d e - C a l a i s . C o l l o q u e i n t e r n a t i o n a l e P e t r o g r a p h i e , M a t i e r e o r g a n i q u e d e s S e d i m e n t s , C e n t r e N a t i o n a l R e c h e r c h e S c i e n c e , P a r i s , p . 2 7 - 3 9 . B l a t t , H . , M i d d l e t o n , G . , a n d M u r r a y , R . , 1 9 8 0 . O r i g i n o f s e d i m e n t a r y r o c k s , s e c o n d e d i t i o n , P r e n t i c e H a l l , N e w J e r s e y , 7 8 2 p p . B o l e s , J . R . , 1 9 7 8 . A c t i v e a n k e r i t e c e m e n t a t i o n i n t h e s u b s u r f a c e E o c e n e o f s o u t h w e s t T e x a s . C o n t r i b u t i o n s t o M i n e r a l o g y a n d - P e t r o l o g y , 6 8 , p . 1 3 - 2 2 . , 1 9 8 2 . A c t i v e a l b i t i z a t i o n o f p l a g i o c l a s e . G u l f C o a s t T e r t i a r y , A m e r i c a n J o u r n a l o f S c i e n c e , 2 8 2 , p . 1 6 5 - 1 8 0 . , a n d C o o m b s , D . S . , 1 9 7 5 . M i n e r a l r e a c t i o n s i n z e o l i t i c T r i a s s i c t u f f , H o k u n u i H i l l s , N e w Z e a l a n d . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n , 8 6 , p . 1 6 3 - 1 7 3 . a n d F r a n k s , S . G . , 1 9 7 9 . C l a y d i a g e n e s i s i n W i l c o x s a n d s t o n e o f s o u t h w e s t T e x a s : i m p l i c a t i o n s o f s m e c t i t e d i a g e n e s i s o n s a n d s t o n e c e m e n t a t i o n . J o u r n a l o f S e d i m e n t a r y P e t r o l o g y , 4 9 , p . 5 5 - 7 0 . B o n j o l y , M . , O b e r l i n , M . , a n d O b e r l i n , H . , 1 9 8 2 . A p o s s i b l e m e c h a n i s m f o r n a t u r a l g r a p h i t e f o r m a t i o n . I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f C o a l G e o l o g y , 1 , p . 2 8 3 - 3 1 2 . 1 8 8 1 8 9 B o r r a d a i l l e , G . J . , 1 9 8 2 . I n t r o d u c t i o n I n B o r r a d a i l l e , G . J . , B a y l y , M . B . , a n d P o w e l l , C . M c A . , [ e d s . ] . A t l a s o f d e f o r m a t i o n a l a n d m e t a m o r p h i c r o c k f a b r i c s . S p r i n g e r - V e r l a g , N e w Y o r k , p . 1 - 8 0 . B o s t i c k , N . H . , 1 9 7 4 . P h y t o c l a s t s a s i n d i c a t o r s o f t h e r m a l m e t a m o r p h i s m , F r a n c i s c a n a s s e m b l a g e a n d G r e a t V a l l e y S e q u e n c e ( u p p e r M e s o z o i c ) , C a l i f o r n i a . I n : D u t c h e r , R . R . , H a c q u e b a r d , P . A . , S c h o p f , J . M . a n d S i m o n , J . A . [ e d s . ] . C a r b o n a c e o u s m a t e r i a l s a s i n d i c a t o r s o f m e t a m o r p h i s m . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a S p e c i a l P a p e r 1 6 3 , p . 1 - 1 7 . , 1 9 7 9 . M i c r o s c o p i c m e a s u r e m e n t o f t h e l e v e l o f c a t a g e n e s i s o f s o l i d o r g a n i c m a t t e r i n s e d i m e n t a r y r o c k s t o a i d e x p l o r a t i o n f o r p e t r o l e u m a n d t o d e t e r m i n e f o r m e r b u r i a l t e m p e r a t u r e s - a r e v i e w . I n : S c h o l l e , P . A . a n d S c h l u g e r , P . R . [ e d s . ] . A s p e c t s o f D i a g e n e s i s . S o c i e t y o f E c o n o m i c P a l e o n t o l o g i s t s a n d M i n e r a l o g i s t s S p e c i a l P u b l i c a t i o n 2 6 , p . 1 7 - 4 3 . , a n d F o s t e r , J . M . , 1 9 7 5 . C o m p a r i s o n o f v i t r i n i t e r e f l e c t a n c e i n c o a l s e a m s a n d i n k e r o g e n o f s a n d s t o n e s , s h a l e s a n d l i m e s t o n e s i n t h e s a m e p a r t o f a s e d i m e n t a r y s e c t i o n . C o l l o q u e I n t e r n a t i o n a l e P e t r o g r a p h i e , M a t i e r e o r g a n i q u e d e s S e d i m e n t s , C e n t r e N a t i o n a l R e c h e r c h e S c i e n c e , P a r i s , p . 1 4 - 2 5 . B o u l t e r , C . A . , 1 9 7 9 . O n t h e p r o d u c t i o n o f t w o i n c l i n e d c l e a v a g e s d u r i n g a s i n g l e f o l d i n g e v e n t ; S t i r l i n g R a n g e , S o u t h w e s t A u s t r a l i a . J o u r n a l o f S t r u c t u r a l G e o l o g y , 1 , p . 2 0 7 - 2 1 9 . B o y e r , S . E . a n d E l l i o t t , D . , 1 9 8 2 . T h r u s t S y s t e m s . A m e r i c a n A s s o c i a t i o n o f P e t r o l e u m G e o l o g i s t s B u l l e t i n , 6 6 , p . 1 1 9 6 - 1 2 3 0 . B r a i l e y D . E . a n d C r a d d o c k , C , 1 9 8 5 . S t r u c t u r a l a n a l y s i s o f p o l y p h a s e f a b r i c s i n E a s t e r n W r a n g e l l i a : e v i d e n c e f o r a n E a r l y C r e t a c e o u s i n i t i a t i o n o f t h e S h a k w a k s e g m e n t o f t h e D e n a l i F a u l t s y s t e m . [ A b s t r . ] G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a , A b s t r a c t s w i t h P r o g r a m s , C o r d i l l e r a n S e c t i o n 8 1 s t a n n u a l m e e t i n g , G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n , 1 7 , p . 3 4 3 . B r o w n , S . P . , 1 9 7 6 . G e o m e t r y a n d m e c h a n i c a l r e l a t i o n s h i p o f f o l d s t o a t h r u s t f a u l t u s i n g a m i n o r t h r u s t i n t h e F r o n t R a n g e s o f t h e C a n a d i a n R o c k y M o u n t a i n s . M S c t h e s i s , U n i v e r s i t y o f C a l g a r y , C a l g a r y , A l b e r t a , 1 7 6 p p . B u c k e , D . P . J r . , M a n k i n , C . J . , 1 9 7 1 . C l a y m i n e r a l d i a g e n e s i s w i t h i n i n t e r l a m i n a t e d s h a l e s a n d s a n d s t o n e s . J o u r n a l o f S e d i m e n t a r y P e t r o l o g y , 4 1 , p . 9 7 1 - 9 8 1 . B u c k h a m , F . , a n d L a t o u r , B . A . , 1 9 5 0 . T h e G r o u n d h o g C o a l f i e l d , B r i t i s h C o l u m b i a . G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a B u l l e t i n 1 6 , 8 2 p p . B u r s t , J . F . , 1 9 6 9 . D i a g e n e s i s o f G u l f C o a s t c l a y e y s e d i m e n t s a n d i t s p o s s i b l e r e l a t i o n t o p e t r o l e u m m i g r a t i o n . A m e r i c a n A s s o c i a t i o n o f P e t r o l e u m G e o l o g i s t s B u l l e t i n , 5 3 , p . 7 3 - 9 3 . B u s t i n , R . M . , 1 9 8 4 . C o a l i f i c a t i o n l e v e l s a n d t h e i r s i g n i f i c a n c e i n t h e G r o u n d h o g C o a l f i e l d , N o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a . I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f C o a l G e o l o g y , 4 , p . 2 1 - 4 4 . . , a n d M o f f a t , I . , 1 9 8 3 . G r o u n d h o g C o a l f i e l d , c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a , r e c o n n a i s s a n c e s t r a t i g r a p h y a n d s t r u c t u r e . B u l l e t i n o f C a n a d i a n P e t r o l e u m 1 9 0 G e o l o g y , 3 1 , p . 2 3 1 - 2 4 5 . , C a m e r o n , A . R . , G r i e v e , D . A . , a n d K a l k r e u t h , W . D . , 1 9 8 5 . C o a l p e t r o l o g y , i t s p r i n c i p l e s , m e t h o d s a n d a p p l i c a t i o n s , s e c o n d e d i t i o n . G e o l o g i c a l A s s o c i a t i o n o f C a n a d a s h o r t c o u r s e n o t e s , 3 , 2 7 4 p p . B u s t i n , R . M . , R o s s , J . V . , a n d M o f f a t , I . W . , i n r e v i e w . V i t r i n i t e a n i s o t r o p y u n d e r d i f f e r e n t i a l s t r e s s a n d h i g h c o n f i n i n g p r e s s u r e a n d t e m p e r a t u r e : p r e l i m i n a r y o b s e r v a t i o n s . I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f C o a l G e o l o g y . C h a p p i e , W . M . a n d S p a n g , J . H . , 1 9 7 4 . S i g n i f i c a n c e o f l a y e r - p a r a l l e l s l i p d u r i n g f o l d i n g o f l a y e r e d s e d i m e n t a r y r o c k s . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n , 8 5 , p . 1 5 2 3 - 1 5 3 4 . C h a t t e r j e e , N . B . , 1 9 7 3 . L o w - t e m p e r a t u r e c o m p a t a b i l i t y r e l a t i o n s o f t h e a s s e m b l a g e q u a r t z - p a r a g o n i t e a n d t h e t h e r m o d y n a m i c s t a t u s o f t h e p h a s e r e c t o r i t e . C o n t r i b u t i o n s t o M i n e r a l o g y a n d P e t r o l o g y , 4 2 , p . 2 5 9 - 2 7 1 . , 1 9 7 4 . S y n t h e s i s a n d u p p e r t h e r m a l s t a b i l i t y l i m i t o f 2 M - m a r g a r i t e , C a A l 2 ( A l 2 S i 2 O ] 0 ) ( O H ) 2 . S c h w e i z e r i s c h e M i n e r a l o g i s c h e u n d P e t r o g r a p h i s c h e M i t t e i l u n g e n , 5 2 , p . 7 5 3 - 7 6 7 . C l a r k , B . R . , 1 9 7 0 . O r i g i n o f s l a t y c l e a v a g e i n t h e C o e u r d ' A i e n e d i s t r i c t , I d a h o . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n 8 1 , p . 3 0 6 1 - 3 0 7 2 . C l a r k , S . P . , 1 9 6 6 . H a n d b o o k o f p h y s i c a l c o n s t a n t s . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a M e m o i r 9 7 , 5 8 7 p p . C o o k , A . C . , M u r c h i s o n , D . G . a n d S c o t t , E . , 1 9 7 2 . O p t i c a l l y b i a x i a l a n t h r a c i t i c v i t r i n i t e s . F u e l , 5 1 , p . 1 8 0 - 1 8 4 . C o o m b s , D . S . , 1 9 6 1 . S o m e r e c e n t w o r k o n t h e l o w e r g r a d e s o f m e t a m o r p h i s m . A u s t r a l i a n J o u r n a l S c i e n c e , 2 4 , p . 2 0 3 - 2 1 5 . , E l l i s , A . J . , F y f e , W . S . , a n d T a y l o r , A . M . , 1 9 5 9 . T h e z e o l i t e f a c i e s , w i t h c o m m e n t s o n t h e i n t e r p r e t a t i o n o f h y d r o t h e r m a l s y n t h e s e s . G e o c h i m i c a e t C o s m o c h i m i c a A c t a , 1 7 , p . 5 3 - 1 0 7 . D a h l s t r o m , C . D . A . , 1 9 6 9 . B a l a n c e d c r o s s s e c t i o n s . C a n a d i a n J o u r n a l o f E a r t h S c i e n c e s , 6 , p . 7 4 3 . D a h l s t r o m , C . D . A . , 1 9 7 0 . S t r u c t u r a l g e o l o g y i n t h e e a s t e r n m a r g i n o f t h e C a n a d i a n R o c k y M o u n t a i n s . B u l l e t i n o f C a n a d i a n P e t r o l e u m G e o l o g y , 1 8 , p . 3 3 2 - 4 0 6 . D a v i s , H . , 1 9 7 6 . T h e r e f l e c t a n c e o f c o a l . I n : K a r r , C . [ e d . ] . A n a l y t i c a l m e t h o d s f o r c o a l a n d c o a l p r o d u c t s , 1 , A c a d e m i c P r e s s , N e w Y o r k , p . 2 7 - 7 8 . D a w s o n , G . M . , 1 9 0 1 . S u m m a r y r e p o r t o n t h e o p e r a t i o n s o f t h e G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a . S u r v e y R e p o r t 1 9 0 0 , p . 1 6 . d e B o e r , R . B . , 1 9 7 7 . O n t h e t h e r m o d y n a m i c s o f p r e s s u r e s o l u t i o n - i n t e r a c t i o n b e t w e e n c h e m i c a l a n d m e c h a n i c a l f o r c e s . G e o c h i m i c a e t C o s m o c h i m i c a A c t a , 4 1 , p . 2 4 9 - 2 5 6 . , 1 9 8 3 . E x p e r i m e n t s o n p r e s s u r e s o l u t i o n . [ A b s t r ] , J o u r n a l o f t h e G e o l o g i c a l 1 9 1 S o c i e t y o f L o n d o n , 1 3 4 , p . 7 3 . , a n d N a g t e g a a l , P . J . C . , 1 9 8 2 . Q u a r t z o v e r g r o w t h s a n d p r e s s u r e s o l u t i o n . I n : B o r a d a i l l , G . J . , B a y l y , M . B . , a n d P o w e l l , C . M c A . , [ e d s . ] . A d a s o f d e f o r m a t i o n a l a n d m e t a m o r p h i c r o c k f a b r i c s . S p r i n g e r - V e r l a g , N e w Y o r k , p 2 1 8 - 2 2 1 . D i c k i n s o n , W . R . , O j k a n g a s , R . W . , a n d S t e w a r t , R . W . , 1 9 6 9 . B u r i a l m e t a m o r p h i s m o f t h e l a t e M e s o z o i c G r e a t V a l l e y s e q u e n c e C a c h e C r e e k , C a l i f o r n i a . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n , 8 0 , p . 5 1 9 - 5 2 6 . D i e s s e l , C . F . K . , B r o t h e r s , R . N . , a n d B l a c k , P . M . , 1 9 7 8 . C o a l i f i c a t i o n a n d g r a p h i t i z a t i o n i n h i g h p r e s s u r e s c h i s t s i n N e w C a l e d o n i a . C o n t r i b u t i o n s t o M i n e r a l o g y a n d P e t r o l o g y , 6 8 , p . 6 3 - 7 8 . D i e t r i c h , J . H . , 1 9 6 9 . O r i g i n o f c l e a v a g e i n f o l d e d r o c k s . A m e r i c a n J o u r n a l o f S c i e n c e , 2 6 7 , p . 1 5 5 - 1 6 5 . D u n o y e r d e S e g o n z a c , G . , 1 9 6 9 . L e s m i n e r a u x a r g i l e u x d a n s l a d i a g e n e s e , p a s s a g e a u m e t a m o r p h i s m e . t h e s i s , U n i v e r s i t y o f S t r a s b o u r g , M e m o i r e s e r v i c e c a r t e g e o l o g i q u e , A l s a c e L o r r a i n e , 2 9 , 3 2 0 p p . , 1 9 7 0 . T h e t r a n s f o r m a t i o n o f c l a y m i n e r a l s d u r i n g d i a g e n e s i s a n d l o w - g r a d e m e t a m o r p h i s m : a r e v i e w . S e d i m e n t o l o g y , 1 5 , p . 2 8 1 - 3 4 6 . , a n d H e d d e b a u t , C , 1 9 7 1 . P a l e o z o i q u e a n c h i - m e t a m o r p h i s m e a i l l i t e , c h l o r i t e , p y r o p h y l l i t e , a l l e v a r d i t e , e t p a r a g o n i t e d a n s l e s P y r e n e e s B a s q u e s . B u l l e t i n S e r v i c e C a r t e G e o l o g i q u e A l s a c e L o r r a i n e , 2 4 , p . 2 7 7 - 2 9 0 . , a n d H i c k e l , D . , 1 9 7 2 . C r i s t a l l o c h i m i e d e s p h e n g i t e s d a n s l e s q u a r t z i t e s m i c a c e s m e t a m o r p h i q u e s d u P e r m o - T r i a s s i c d e s A l p e s P i e m o n t i s e s . S c i e n c e G e o l o g i q u e B u l l e t i n , 2 5 , p . 2 0 1 - 2 2 9 . D u p o n t , V . H . , 1 9 0 1 . R e p o r t o f a n e x p l o r a t i o n o n t h e u p p e r p a r t o f t h e S t i k i n e R i v e r t o a s c e r t a i n t h e f e a s i b i l i t y o f a r a i l w a y . D e p a r t m e n t o f R a i l w a y s a n d C a n a l s , C a n a d a , A n n u a l R e p o r t , J u l y 1 , 1 8 9 9 t o J u n e 3 0 , 1 9 0 0 , p . 1 5 2 - 1 5 5 . D u r n e y , D . W . , 1 9 7 2 . S o l u t i o n t r a n s f e r , a n i m p o r t a n t g e o l o g i c a l d e f o r m a t i o n m e c h a n i s m . N a t u r e , L o n d o n , 2 3 5 , p . 3 1 5 - 3 1 7 . , a n d R a m s a y , J . G . , 1 9 7 3 . I n c r e m e n t a l s t r a i n s m e a s u r e d b y s y n t e c t o n i c c r y s t a l g r o w t h s . I n : D e J o n g , K . A . , a n d S c h o l t e n , R . , [ e d s . ] . G r a v i t y a n d t e c t o n i c s , W i l e y , N e w - Y o r k , p . 6 4 - 9 6 . E b e r l , D . , 1 9 7 8 . R e a c t i o n s e r i e s f o r d i o c t a h e d r a l s m e c t i t e s . C l a y s a n d C l a y M i n e r a l s , 2 6 , p . 3 2 7 - 3 4 0 . , a n d H o w e r , J . , 1 9 7 6 . K i n e c t i c s o f i l l i t e f o r m a t i o n . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n , 8 7 , p . 1 3 2 6 - 1 3 3 0 . , W h i t n e y , G . , a n d K h o u r y , H . , 1 9 7 8 . H y d r o t h e r m a l r e a c t i v i t y o f s m e c t i t e . A m e r i c a n M i n e r a l o g i s t , 6 3 , p . 4 0 1 - 4 0 4 . E i s b a c h e r , G . H . , 1 9 7 0 . T e c t o n i c f r a m e w o r k o f S u s t u t a n d S i f t o n B a s i n s . B r i t i s h C o l u m b i a , G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a P a p e r 7 0 - I A , p . 3 6 - 3 7 . 1 9 2 , 1 9 7 1 . T e c t o n i c f r a m e w o r k o f S u s t u t a n d S i f t o n B a s i n s , B r i t i s h C o l u m b i a . G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a P a p e r 7 1 - 1 A , p . 2 0 - 2 3 . , 1 9 7 2 . T e c t o n i c f r a m e w o r k o f S u s t u t a n d S i f t o n B a s i n s , B r i t i s h C o l u m b i a . G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a P a p e r 7 2 - I A , p . 2 4 - 2 6 . , 1 9 7 3 . T e c t o n i c f r a m e w o r k o f S u s t u t a n d S i f t o n B a s i n s , B r i t i s h C o l u m b i a . G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a P a p e r 7 3 - 1 A , p . 2 4 - 2 6 . , 1 9 7 4 a . S e d i m e n t a r y a n d t e c t o n i c e v o l u t i o n o f t h e S u s t u t a n d S i f t o n B a s i n s , n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a . G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a P a p e r 7 3 - 3 1 , 5 7 p p . , 1 9 7 4 b . D e l t a i c s e d i m e n t a t i o n i n t h e n o r t h e a s t e r n B o w s e r B a s i n . B r i t i s h C o l u m b i a , G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a , P a p e r 7 3 - 3 3 , 1 3 p p . , 1 9 7 4 c . E v o l u t i o n o f s u c c e s s o r b a s i n s i n t h e C a n a d i a n C o r d i l l e r a . I n : D o t t , R . H . , a n d S h a v e r , R . H . , [ e d s . ] . M o d e r n a n d a n c i e n t g e o s y n c l i n a l s e d i m e n t a t i o n , S o c i e t y o f E c o n o m i c P a l e o n t o l o g i s t s a n d M i n e r a l o g i s t s S p e c i a l P a p e r 1 9 , p . 2 7 4 - 2 9 1 . 1 9 7 6 . S u c c e s s o r b a s i n s o f t h e w e s t e r n C o r d i l l e r a . G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a P a p e r 7 6 - 1 A , p . 1 1 3 - 1 1 6 . , 1 9 7 7 . M e s o z o i c - T e r t i a r y b a s i n m o d e l s f o r t h e C a n a d i a n C o r d i l l e r a a n d t h e i r g e o l o g i c a l c o n s t r a i n t s . C a n a d i a n J o u r n a l o f E a r t h S c i e n c e s , 1 4 , p . 2 4 1 4 - 2 4 2 1 . , 1 9 8 1 . L a t e M e s o z o i c - P a l e o g e n e B o w s e r B a s i n m o l a s s e a n d C o r d i l l e r a n t e c t o n i c s , w e s t e r n C a n a d a , I n : M i a l l , A . D . , [ e d . ] , S e d i m e n t a t i o n a n d t e c t o n i c s i n a l l u v i a l b a s i n s , G e o l o g i c a l A s s o c i a t i o n o f C a n a d a S p e c i a l P a p e r 2 3 , p . 1 2 5 - 1 5 1 . E l l i o t t , D . , 1 9 7 3 . D i f f u s i o n f l o w l a w s i n m e t a m o r p h i c r o c k s . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n , 4 , p . 2 6 4 5 - 2 6 6 4 . , 1 9 7 6 . S o m e a s p e c t s o f t h e g e o m e t r y a n d m e c h a n i c s o f t h r u s t b e l t s . E i g h t h a n n u a l C a n a d i a n S o c i e t y o f P e t r o l e u m G e o l o g i s t s S e m i n a r , P a r t s 1 a n d I I , D e p a r t m e n t o f G e o l o g y , U n i v e r s i t y o f C a l g a r y a n d C a n a d i a n S o c i e t y o f P e t r o l e u m G e o l o g i s t s , u n p u b l i s h e d s e m i n a r n o t e s . E n g e b r e t s o n , D . C , a n d W a l l a c e , W . K . , 1 9 8 5 . P r e l i m i n a r y p a l e o m a g n e t i s m a n d t e c t o n i c i n t e r p r e t a t i o n o f t h e T i k c h i k T e r r a n e , s o u t h w e s t e r n A l a s k a , [ a b s t ] , A b s t r a c t s a n d P r o g r a m s , G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a , C o r d i l l e r a n S e c t i o n , 8 1 s t a n n u a l m e e t i n g , G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n 1 7 , p . 3 5 4 . E n g e l d e r , T . , G e i s e r , P . A . , a n d A l v a r e z , W . , 1 9 8 1 . P e n r o s e C o n f e r e n c e , T h e r o l e o f p r e s s u r e s o l u t i o n a n d d i s s o l u t i o n i n G e o l o g y . G e o l o g y , 9 , p . 4 4 - 4 5 . E n g l a n d , T . D . J . , 1 9 8 4 . T h e r m a l m a t u r a t i o n o f t h e W e s t e r n C a n a d i a n s e d i m e n t a r y b a s i n i n t h e R o c k y M o u n t a i n F o o t h i l l s a n d P l a i n s o f A l b e r t a , s o u t h o f t h e R e d D e e r R i v e r . M S c t h e s i s , U n i v e r s i t y o f B r i t i s h C o l u m b i a , 1 7 1 p . E s l i n g e r , E . , a n d S a v i n , S . M . , 1 9 7 3 . O x y g e n i s o t o p e g e o t h e r m o m e t r y o f t h e b u r i a l m e t a m o r p h i c r o c k s o f t h e P r e - C a m b r i a n B e l t S u p e r g r o u p , G l a c i e r N a t i o n a l P a r k , M o n t a n a . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n , 8 4 , p . 2 5 4 9 - 2 5 6 0 . 1 9 3 E s q u e v i n , J . , 1 9 6 9 . I n f l u e n c e d e l a c o m p o s i t o n c h i m i q u e d e s i l l i t e s s u r l e u r c r i s t a l l i n i t e . B u l l e t i n C e n t r e R e c h e r c h e , P a u , S o c i e t e N a t i o n a l e d e s P e t r o l e s d ' A q u i t a i n e , 3 , p . 1 4 7 - 1 5 4 . E t h e r i d g e , M . A . , 1 9 8 3 . D i f f e r e n t i a l S t r e s s m a g n i t u d e s d u r i n g r e g i o n a l d e f o r m a t i o n a n d m e t a m o r p h i s m : u p p e r b o u n d i m p o s e d b y t e n s i l e f r a c t u r i n g . G e o l o g y , 1 1 , p . 2 3 1 - 2 3 4 . F a i l l , R . T . , 1 9 7 3 . K i n k - b a n d f o l d i n g , V a l l e y a n d R i d g e P r o v i n c e , P e n n s y l v a n i a . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n , 8 4 , p . 1 2 8 9 - 1 3 1 4 . F i t z g e r a l d , E . L . , 1 9 6 8 . S t r u c t u r e o f B r i t i s h C o l u m b i a F o o t h i l l s , C a n a d a . A m e r i c a n A s s o c i a t i o n o f P e t r o l e u m G e o l o g i s t s B u l l e t i n , 5 2 , p . 6 4 0 - 6 6 4 . F o r r e s t , R . A . , M a r s h , H . , C o r n f o r d , C . a n d K e l l y , B . T . , 1 9 8 5 . O p t i c a l p r o p e r t i e s o f a n i s o t r o p i c c a r b o n . I n : T h r o w e r , P . A . , C h e m i s t r y a n d p h y s i c s o f c a r b o n . 1 9 , D e k k e r I n c o r p o r a t e d , N e w Y o r k , p . 2 1 1 - 3 1 4 . F o s c o l o s , A . E . , P o w e l l , T . G . , a n d G u n t h e r , P . R . , 1 9 7 6 . T h e u s e o f c l a y m i n e r a l s a n d o r g a n i c g e o c h e m i c a l i n d i c a t o r s f o r e v a l u a t i n g t h e d e g r e e o f d i a g e n e s i s a n d o i l g e n e r a t i n g p o t e n t i a l o f s h a l e s . G e o c h i m i c a e t C o s m o c h i m i c a A c t a , 4 0 , p . 9 5 3 - 9 6 6 . F r e y , M . , 1 9 6 9 . A m i x e d - l a y e r p a r a g o n i t e / p h e n g i t e o f l o w g r a d e m e t a m o r p h i c o r i g i n . C o n t r i b u t i o n s t o M i n e r a l o g y a n d P e t r o l o g y , 2 4 , p . 6 3 - 6 5 . , 1 9 7 0 . T h e s t e p f r o m d i a g e n e s i s t o m e t a m o r p h i s m i n p e l i t i c r o c k s d u r i n g A l p i n e o r o g e n e s i s . S e d i m e n t o l o g y , 1 5 , p . 2 6 1 - 2 7 9 . , 1 9 7 8 . P r o g r e s s i v e l o w g r a d e m e t a m o r p h i s m o f a b l a c k s h a l e f o r m a t i o n - c e n t r a l S w i s s A l p s , w i t h s p e c i a l r e f e r e n c e t o p y r o p h y l l i t e a n d m a r g a r i t e b e a r i n g a s s e m b l a g e s . J o u r n a l o f P e t r o l o g y , 1 9 , p . 9 5 - 1 3 5 . , T e i c h m u l l e r , M . , T e i c h m u l l e r , R . , M u l l i s , J . , K l i n z i , B . , B r e s t s c h m i d , A . , G r u n e r , U . , a n d S c h w i z e r , B . , 1 9 8 0 . V e r y l o w g r a d e m e t a m o r p h i s m i n e x t e r n a l p a r t s o f t h e c e n t r a l A l p s : i l l i t e c r y s t a l l i n i t y , c o a l r a n k a n d f l u i d i n c l u s i o n d a t a . E c o l g a e G e o l o g i c a e H e l v e t i a e , 7 3 , p . 1 7 3 - 2 0 3 . F y f e , W . S . , 1 9 7 4 . L o w - g r a d e m e t a m o r p h i s m : s o m e t h o u g h t s o n t h e p r e s e n t s i t u a t i o n . C a n a d i a n M i n e r a l o g i s t , 1 2 , p . 4 3 9 - 4 4 4 . , P r i c e , N . J . , a n d T h o m p s o n , A . B . , 1 9 7 8 . F l u i d s i n t h e E a r t h ' s c r u s t . E l s e v i e r , N e w Y o r k , 3 7 6 p . G a b r i e l s e , H . , 1 9 8 5 . M a j o r d e x t r a l t r a n s c u r r e n t d i s p l a c e m e n t s a l o n g t h e N o r t h e r n R o c k y M o u n t a i n T r e n c h a n d r e l a t e d l i n e a m e n t s i n n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n , 9 6 , p . 1 - 1 4 . , a n d T i p p e r , H . W . , 1 9 8 4 . B e d r o c k G e o l o g y o f S p a t s i z i M a p a r e a ( 1 0 4 H ) . G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a O p e n F i l e 1 0 0 5 . G e h r e l s , G . E . a n d S a l e e b y , J . B . , 1 9 8 5 . C o n s t r a i n t s a n d s p e c u l a t i o n s o n t h e d i s p l a c e m e n t a n d a c c r e t i o n a r y h i s t o r y o f t h e A l e x a n d e r W r a n g e l l i a - P e n n i s u l a r S u p e r t e r r a n e . [ a b s t ] , A b s t r a c t s a n d P r o g r a m s , G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a , C o r d i l l e r a n s e c t i o n , 8 1 s t a n n u a l m e e t i n g , G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n 1 7 , p . 3 5 6 . 1 9 4 G e i s e r , P . A . , 1 9 7 4 . C l e a v a g e i n s o m e s e d i m e n t a r y r o c k s o f t h e c e n t r a l V a l l e y a n d R i d g e p r o v i n c e , M a r y l a n d . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n , 8 5 , p . 1 3 9 9 - 1 4 1 2 . G h e n t , E . D . , 1 9 7 9 . P r o b l e m s i n z e o l i t e f a c i e s g e o t h e r m o m e t r y , g e o b a r o m e t r y a n d f l u i d c o m p o s i t i o n s . S o c i e t y o f E c o n o m i c P a l e o n t o l o g i s t s a n d M i n e r a l o g i s t s S p e c i a l P u b l i c a t i o n 2 6 , p . 8 1 - 8 7 . , a n d M i l l e r , B . E . , 1 9 7 4 . Z e o l i t e a n d c l a y - c a r b o n a t e a s s e m b l a g e s i n t h e B l a i r m o r e G r o u p ( C r e t a c e o u s ) s o u t h e r n A l b e r t a F o o t h i l l s , C a n a d a . C o n t r i b u t i o n s t o M i n e r a l o g y a n d P e t r o l o g y , 4 4 , p , 3 1 3 - 3 2 9 . G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a , 1 9 5 7 . S t i k i n e r i v e r a r e a , C a s s i a r d i s t r i c t , B r i t i s h C o l u m b i a . G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a M a p 9 - 1 9 5 7 . G i l l , W . D . , K h a l a f , F . I . , a n d M a s s o u d , M . S . , 1 9 7 7 . C l a y m i n e r a l s a s a n i n d e x o f t h e d e g r e e o f m e t a m o r p h i s m o f t h e c a r b o n a t e a n d t e r r i g e n o u s r o c k s i n t h e s o u t h W a l e s C o a l f i e l d . S e d i m e n t o l o g y , 2 4 , p . 6 7 5 - 6 9 1 . G r a y , D . R . , 1 9 7 8 . C l e a v a g e s i n d e f o r m e d p s a m m i t i c r o c k s f r o m s o u t h e a s t e r n A u s t r a l i a : T h e i r n a t u r e a n d o r i g i n . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n , 8 9 , p . 5 7 7 - 5 9 0 . G r e e n , H . W . , 1 9 7 0 . D i f f u s i o n a l f l o w i n p o l y c r y s t a l l i n e m a t e r i a l s . J o u r n a l o f A p p l i e d P h y s i c s , 4 1 , p . 3 8 9 9 - 3 9 0 2 . G r e e n w o o d , H . J . , 1 9 6 1 . T h e s y s t e m N a A l S i 2 0 6 - H 2 0 - a r g o n : t o t a l p r e s s u r e a n d w a t e r p r e s s u r e i n m e t a m o r p h i s m . J o u r n a l o f G e o p h y s i c a l R e s e a r c h , 6 6 , p . 2 9 2 3 - 2 9 4 6 . G r e t e n e r , P . E . , 1 9 7 2 . T h o u g h t s o n o v e r t h r u s t f a u l t i n g i n a l a y e r e d s e q u e n c e . B u l l e t i n o f C a n a d i a n P e t r o l e u m G e o l o g y , 2 0 , p . 5 8 3 - 6 0 7 . , 1 9 7 9 . P o r e p r e s s u r e : f u n d a m e n t a l s , g e n e r a l r a m i f i c a t i o n s a n d i m p l i c a t i o n s f o r s t r u c t u r a l g e o l o g y , [ r e v i s e d ] , A m e r i c a n A s s o c i a t i o n o f P e t r o l e u m G e o l o g i s t s c o n t i n u i n g e d u c a t i o n c o u r s e n o t e s , s e r i e s 4 , 1 3 1 p p . , 1 9 8 1 . G e o t h e r m i c s : u s i n g t e m p e r a t u r e i n h y d r o c a r b o n e x p l o r a t i o n . A m e r i c a n A s s o c i a t i o n o f P e t r o l e u m G e o l o g i s t s e d u c a t i o n c o u r s e n o t e , s e r i e s 1 7 , 1 7 0 p p . , a n d C u r t i s , C D . , 1 9 8 2 . R o l e o f t e m p e r a t u r e a n d t i m e o n o r g a n i c m e t a m o r p h i s m , A m e r i c a n A s s o c i a t i o n o f P e t r o l e u m G e o l o g i s t s B u l l e t i n , 6 6 , p . 1 1 2 4 - 1 1 4 9 . G r o s h o n g , R . H . , 1 9 7 5 . S t r a i n , f r a c t u r e s a n d p r e s s u r e s o l u t i o n i n n a t u r a l s i n g l e - l a y e r f o l d s . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n , 8 6 , p . 1 3 6 3 - 1 3 7 6 . , 1 9 7 6 . S t r a i n a n d p r e s s u r e s o l u t i o n i n t h e M a r t i n s b u r g S l a t e , D e l w a r e W a t e r G a p , N e w J e r s e y . A m e r i c a n J o u r n a l o f S c i e n c e , 2 7 6 , p . 1 1 3 1 - 1 1 4 6 . H a c q u e b a r d , P . A . , a n d D o n a l d s o n , J . R . , 1 9 7 4 . R a n k s t u d i e s o f c o a l s i n t h e R o c k y M o u n t a i n s , a n d I n n e r F o o t h i l l s b e l t , C a n a d a . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a S p e c i a l P a p e r 1 5 3 , p . 7 5 - 9 4 . H a n c o c k , P . L . , 1 9 8 2 . D i s t i n c t i o n b e t w e e n c l e a v a g e a n d j o i n t s u s i n g f r a c t u r e s e p a r a t i o n , I n : B o r r a d a i l , G . J . , B a y l y , M . B . , a n d P o w e l l , C . M c A . , [ e d s . ] . A t l a s o f d e f o r m a t i o n a l a n d m e t a m o r p h i c r o c k f a b r i c s , S p r i n g e r V e r l a g , N e w Y o r k , p . 1 9 5 1 8 6 - 1 8 7 . H a r r a s s o w i t z , H . v o n , 1 9 2 7 . A n c h i m e t a m o r p h o s e , d a s g e b i e t z w i s c h e n o b e r f l ' a c h e n u n d t i e f e n u m w a n d l u n g d e r e r d r i n d e , B e r . o b e r h e s s . G e s . N a t u r - u . H e i l k d . ( G i e s s e n ) , n a t u r . A b L , 1 2 , p . 9 - 1 5 . H e a r d , H . C . , 1 9 6 3 . E f f e c t o f l a r g e c h a n g e s i n s t r a i n - r a t e i n t h e e x p e r i m e n t a l d e f o r m a d o n o f Y u l e m a r b l e . J o u r n a l o f G e o l o g y , 7 1 , p . 1 6 2 - 1 9 5 . H e r o u x , Y . , C h a g n o n , A . , a n d B e t r a n d , R . , 1 9 7 9 . C o m p i l a t i o n a n d c o r r e l a t i o n o f m a j o r t h e r m a l m a t u r a t i o n i n d i c a t o r s . A m e r i c a n A s s o c i a t i o n o f P e t r o l e u m G e o l o g i s t s B u l l e t i n , 6 3 , p . 2 1 2 8 - 2 1 4 4 . H e v i a , V . , a n d V i r g o s , J . M . , 1 9 7 7 . T h e r a n k a n d a n i s o t r o p y o f a n t h r a c i t e s : t h e i n d i c a t i n g s u r f a c e o f r e f l e c t i v i t y i n u n i a x i a l a n d b i a x i a l s u r f a c e s . J o u r n a l o f M i c r o s c o p y , 1 0 9 , p . 2 3 - 2 8 . H o n e y w e l l , R . C . , a n d T u l l i s , T . E . , 1 9 7 5 . M i n e r a l r e o r i e n t a t i o n a n d s l a t y c l e a v a g e i n t h e M a r t i n s b u r g F o r m a t i o n , L e h i g h G a p . P e n n s y l v a n i a , G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n , 8 6 , p . 1 2 9 6 - 1 3 0 4 . H o w e r , J . , E s l i n g e r , E . V . , H o w e r , M . E . , a n d P e r r y , E . A . , 1 9 7 6 . M e c h a n i s m o f b u r i a l m e t a m o r p h i s m o f a r g i l l a c e o u s s e d i m e n t s : 1 . m i n e r a l o g i c a l a n d c h e m i c a l e v i d e n c e , G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n 8 7 , p . 7 2 5 - 7 3 7 . , a n d D a v i s , A . , 1 9 8 1 . V i t r i n i t e r e f l e c t a n c e a n i s o t r o p y a s a t e c t o n i c f a b r i c e l e m e n t . G e o l o g y , 9 , p . 1 6 5 - 1 6 8 . H u b b e r t , M . K . , a n d R u b e y , W . W . , 1 9 5 9 . R o l e o f f l u i d p r e s s u r e i n m e c h a n i c s o f o v e r t h r u s t f a u l t i n g . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n , 7 0 , p . 1 1 5 - 1 6 6 . H u c k , v o n G . , a n d P a t t e i s k y , K . , 1 9 6 4 . l n k o h l u n g s r e a k t i o n e n u n t e r D r u c k . F o r t s c h r i t t e i n d e r G e o l o g i e v o n R h e i n l a n d u n d W e s t f a l e n , 1 2 , p . 5 5 1 - 5 5 8 . H u n t , J . M . , 1 9 7 9 . P e t r o l e u m g e o c h e m i s t r y a n d g e o l o g y . W . H . F r e e m a n a n d C o m p a n y , S a n F r a n c i s c o , 6 1 7 p p . H u t c h e o n , 1 . , O l d e r s h a w , A . , a n d G h e n t , E . D . , 1 9 8 0 . D i a g e n e s i s o f C r e t a c e o u s s a n d s t o n e s o f t h e K o o t e n a y F o r m a t i o n o f E l k v a l l e y ( s o u t h e a s t e r n B r i t i s h C o l u m b i a ) a n d M o u n t A l l a n ( s o u t h w e s t e r n A l b e r t a ) . G e o c h i m i c a e t C o s m o c h i m i c a A c t a , 4 4 , p . 1 4 2 5 - 1 4 3 5 . I n t e r n a t i o n a l c o m m i t t e e f o r c o a l p e t r o l o g y , 1 9 7 1 . I n t e r n a t i o n a l h a n d b o o k o f c o a l p e t r o g r a p h y . 1 s t s u p p l e m e n t t o 2 n d e d i t i o n , C e n t r e N a t i o n a l d e l a R e c h e r c h e S c i e n t i f i q u e , P a r i s , F r a n c e . I r v i n g , E . , M o n g e r , J . W . H . , a n d Y o l e , R . W . , 1 9 8 0 . N e w p a l e o m a g n e t i c e v i d e n c e f o r d i s p l a c e d t e r r a n e s i n B r i t i s h C o l u m b i a . J n : S t r a n g c w a y , D . W . , [ e d . ] , T h e c o n t i n e n t a l c r u s t a n d i t s m i n e r a l d e p o s i t s . G e o l o g i c a l A s s o c i a t i o n o f C a n a d a S p e c i a l P a p e r 2 0 , p . 4 4 1 - 4 5 6 . I s l a m , S . , a n d H e s s e , R . a n d C h a g n o n , A . , 1 9 8 2 . Z o n a t i o n o f d i a g e n e s i s a n d l o w - g r a d e m e t a m o p h i s m i n C a m b r o - O r d o v i c i a n f l y s c h o f G a s p e P e n i n s u l a , Q u e b e c A p p a l a c h i a n s . C a n a d i a n M i n e r a l o g i s t , 2 0 , p . 1 5 5 - 1 6 7 . 1 9 6 , 1 9 8 3 . T h e P - T c o n d i t i o n s o f l a t e - s t a g e d i a g e n e s i s a n d l o w g r a d e m e t a m o r p h i s m i n t h e T a c o n i c B e l t o f t h e G a s p e P e n i s u l a f r o m f l u i d i n c l u s i o n s : p r e l i m i n a r y r e s u l t s . G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a P a p e r 8 3 - I B , p . 1 4 5 - 1 5 0 . J a c k s o n , M . L . , 1 9 5 6 . S o i l c h e m i c a l a n a l y s i s - a d v a n c e d c o u s e . U n i v e r s i t y o f W i s c o n s i n , C o l l e g e o f A g r i c u l t u r e , M a d i s o n , W i s c o n s i n , 8 9 4 p p . J a m i s o n , W . R . , a n d S p a n g , J . H . , 1 9 7 6 . U s e o f c a l c i t e t w i n l a m e l l a e t o i n f e r d i f f e r e n t i a l s t r e s s . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a , 8 6 , p . 8 6 8 - 8 7 2 . J e n k i n s , G . M . , 1 9 7 3 . D e f o r m a t i o n m e c h a n i s m s i n c a r b o n s . I n : W a l k e r , P . L . , a n d T h r o w e r , P . A . [ e d s . ] . C h e m i s t r y a n d P h y s i c s o f C a r b o n , 1 1 , D e k k e r I n c o r p o r a t e d , N e w Y o r k , p . 1 9 0 - 2 4 2 . J o n e s , P . B . , 1 9 8 2 . O i l a n d g a s b e n e a t h e a s t - d i p p i n g u n d e r t h r u s t f a u l t s i n t h e A l b e r t a F o o t h i l l s , C a n a d a . I n : P o w e r s , R . B . [ e d . ] , G e o l o g i c s t u d i e s o f t h e C o r d i l l e r a n d i r u s t b e l t . R o c k y M o u n t a i n A s s o c i a t i o n o f G e o l o g i s t s , D e n v e r , C o l o r a d o , p . 6 1 - 7 4 . , 1 9 8 5 . A r e b l i n d t h r u s t s e x o t i c o r n o r m a l f e a t u r e s o f f o l d a n d t h r u s t b e l t s ? , [ a b s t ] , A b s t r a c t s w i t h P r o g r a m s , G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a C o r d i l l e r a n s e c t i o n , 8 1 s t a n n u a l m e e t i n g , G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n 1 7 , p . 3 6 4 . J u n t g e n , H . , a n d K l e i n , J . , 1 9 7 5 . , E n t s t e h u n g v o n e r d g a s a u s k o h l i g e n s e d i m e n t e n . E r d o l u . K o h l e , E r d g a s , P e t r o c h e m . , E r g a n z u n g s b a n d , I n d u s t r i e v e r l a g v . H e r n h a u s e n , l e n f e l d e n b e i S t u t t g a r t 1 , 7 4 / 7 5 , p . 5 2 - 6 9 . K a l k r e u t h , W . , a n d M c M e c h a n , M . E . , 1 9 8 4 . R e g i o n a l p a t t e r n o f t h e r m a l m a t u r a t i o n a s d e t e r m i n e d f r o m c o a l - r a n k s t u d i e s , R o c k y M o u n t a i n F o o t h i l l s a n d F r o n t R a n g e s n o r t h o f G r a n d e C a c h e , A l b e r t a , - i m p l i c a t i o n s f o r p e t r o l e u m e x p l o r a t i o n . B u l l e t i n o f C a n a d i a n P e t r o l e u m G e o l o g y , 3 2 , p . 2 4 9 - 2 7 1 . K a m b , W . B . , 1 9 5 9 . T h e o r y o f p r e f e r r e d o r i e n t a t i o n d e v e l o p e d b y c r y s t a l l i z a t i o n u n d e r s t r e s s . J o u r n a l o f G e o l o g y , 6 7 , p . 1 5 3 - 1 7 0 . K a r w e i l , J . , 1 9 5 6 . D i e m e t a m o r p h o s e d e r K b l e n v o m s t a n d p u n k t d e r p h y s i k a l i s c h e n c h e m i e . Z e i t s e h r . D e u t s c h G e o l o g i s c h e G e s e l l s c h a f t , 1 0 7 , p . 1 3 2 - 1 3 9 . K h i t a r o v , N . I . , a n d P u g i n , V . A . , 1 9 6 6 . B e h a v i o r o f m o n t m o r i l l i n i t e u n d e r e l e v a t e d t e m p e r a t u r e s a n d p r e s s u r e s . G e o k h i m i i a , S S S R , 7 7 9 0 - 7 9 5 , G e o c h e m i s t r y I n t e r n a t i o n a l , 3 , p . 6 2 1 - 6 2 6 . K i r b y , H . , a n d M c C o r m i c k , J . W . , 1 9 8 4 . I n e l a s t i c p r o p e r t i e s o f r o c k s a n d m i n e r a l s : s t r e n g t h a n d r h e o l o g y . I N : C a r m i c h a e l , R . S . , [ e d . ] , H a n d b o o k o f P h y s i c a l C o n s t a n t s , 3 , C R C P r e s s , F l o r i d a , p . 1 3 9 - 2 8 0 . K i s c h , H . J . , 1 9 6 9 . C o a l - r a n k a n d b u r i a l - m e t a m o r p h i c m i n e r a l f a c i e s . I n : S c h e n k , P . A . , a n d H a v e n a a r , 1 . , [ e d . ] . A d v a n c e s i n o r g a n i c g e o c h e m i s t r y , P e r g a m o n P r e s s , O x f o r d , p . 4 0 7 - 4 2 4 . , 1 9 7 8 . I n c i p i e n t m e t a m o r p h i s m o f C a m b r o - S i l u r i a n c l a s t i c r o c k s i n t h e C a l e d o n i d e s o f c e n t r a l J a m t l a n d , w e s t e r n S w e d e n : i l l i t e c r y s t a l l i n i t y a n d v i t r i n i t e r e f l e c t a n c e , [ a b s t ] , 1 s t G e o l o g i c a l S o c i e t y A n n u a l m e e t i n g , Z i k h r o n Y a ' a k o v , a n d : 1 9 7 I . G . C . P . p r o j e c t C a l e o d o n i d e o r o g e n , c o n f e r e n c e " T h e C a l e o d o n i d e s o f t h e o f t h e B r i t i s h I s l e s r e v i e w e d , a n d d e f o r m a t i o n a n d m e t a m o r p h i s m i n t h e C a l e o d o n i d e o r o g e n , D u b l i n , 1 9 7 8 , p . 2 9 - 3 0 . , 1 9 8 0 . I l l i t e c r y s t a l l i n i t y a n d c o a l r a n k a s s o c i a t e d w i t h l o w e s t - g r a d e m e t a m o r p h i s m o f t h e T a v e y a n n e g r e y w a c k e i n t h e H e l v e t i c z o n e o f t h e S w i s s A l p s . E c o l g a e G e o l o g i c a e H e l v e t i a e , 7 3 , p . 7 5 3 - 7 7 7 . , 1 9 8 1 . B u r i a l d i a g e n e s i s i n T e r t i a r y " f l y s c h " o f t h e e x t e r n a l z o n e s o f t h e H e l l i n i d e s i n c e n t r a l G r e e c e a n d t h e O l y m p o s r e g i o n , a n d i t s t e c t o n i c s i g n i f i c a n c e . E c o l g a e G e o l o g i c a e H e l v e t i a e , 7 4 , p . 6 0 3 - 6 2 4 . , 1 9 8 3 . M i n e r a l o g y a n d p e t r o l o g y o f b u r i a l d i a g e n e s i s ( b u r i a l m e t a m o r p h i s m ) a n d i n c i p i e n t m e t a m o r p h i s m i n c l a s t i c r o c k s . J n : L a r s e n , G . , a n d C h i l i n g a r , G . V . , [ e d s . ] . D i a g e n e s i s i n s e d i m e n t s a n d s e d i m e n t a r y r o c k s , 2 , d e v e l o p m e n t s i n s e d i m e n t o l o g y , E l s e v i e r , N e w Y o r k , p . 2 8 9 - 4 9 3 . K n i p e , R . J . , a n d W h i t e , S . H . , 1 9 7 7 . M i c r o s t r u c t u r a l v a r i a t i o n o f a x i a l p l a n e c l e a v a g e a r o u n d a f o l d ; a H . V . E . M . s t u d y . T e c t o n o p h y s i c s , 3 9 , p . 3 5 5 - 3 8 1 . K o s t e r , A . F . , a n d G u g g e n h e i m , S . , 1 9 8 4 . T h e e f f e c t o f p r e s s u r e o n t h e d e h y d r a t i o n r e a c t i o n o f i n t e r l a y e r w a t e r i n N a - m o n t m o r i l l i n i t e . A m e r i c a n M i n e r a l o g i s t , 6 9 , p . 8 7 2 - 8 7 9 . K u b l e r , B . , 1 9 6 4 . L e s a r g i l e s , i n d i c a t e u r s d e m e t a m o r p h i s m e . R e v i e w I n s t i t u t e F r a n c a i s P e t r o l e i r e , 1 9 , p . 1 0 9 3 - 1 1 1 2 . , 1 9 6 7 . A n c h i m e t a m o r p h i s m e e t s c h i s t o s i t e . B u l l e t i n C e n t r e R e c h e r c h e , P a u , S o c i e t e N a t i o n a l e P e t r o l e s d ' A q u i t a i n e , 1 , p . 2 5 9 - 2 7 8 . , 1 9 6 8 . E v a l u a t i o n q u a n t i t a t i v e d u m e t a m o r p h i s m e p a r l a c r i s t a l l i n i t e d e 1 ' i l l i t e , E t a t d e s p r o g r e s r e a l i s e s c e s d e r n i e r e s a n n e e s . B u l l e t i n C e n t r e R e c h e r c h e , P a u , S o c i e t e N a t i o n a l e P e t r o l e s d ' A q u i t a i n e , 2 , p . 3 8 5 - 3 9 7 . P i t t i o n , J . L . , H e r o u x , V . , C h a r o l l a i s , J . , a n d W e i d m a n , M . , 1 9 7 9 . S u r l e p o u v o i r r e f l e c t e u r d e l a v i t r i n i t e d a n s q u e l q u e s r o c h e s d u J u r a , d e l a m o l a s s e e t d e s N a p p e s p r e a l p i n e s , h e l v e t i q u e s e t p e n n i q u e s . E c o l g a e G e o l o g i c a e H e l v e t i a e , 7 2 , p . 3 4 7 - 3 7 5 . L a h a n n , R . W . a n d R o b e r s o n , H . E . , 1 9 8 0 . D i s s o l u t i o n o f s i l i c a f r o m m o n t m o r i l l i n i t e . G e o c h i m i c a e t C o s m o c h i m i c a A c t a , 4 4 , p . 1 9 3 7 - 1 9 4 3 . L a n p h e r e , M . A . , 1 9 7 8 . D i s p l a c e m e n t h i s t o r y o f t h e D e n a l i f a u l t s y s t e m , A l a s k a a n d C a n a d a . C a n a d i a n J o u r n a l o f E a r t h S c i e n c e s , 1 5 , p . 8 1 7 - 8 2 2 . L e v i n e , J . R . a n d D a v i s , A . , 1 9 8 4 . O p t i c a l a n i s o t r o p y o f c o a l s a s a n i n d i c a t o r o f t e c t o n i c d e f o r m a t i o n , B r o a d T o p C o a l f i e l d , P e n n s y l v a n i a . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a , 9 5 , p . 1 0 0 - 1 0 8 . L i o u , J . G . . 1 9 7 1 . P - T s t a b i l i t i e s o f l a u m o n t i t e , w a i r a k i t e , l a w s o n i t e , a n d r e l a t e d m i n e r a l s i n t h e s y s t e m , C a A l 2 S i 2 0 8 - S i 0 2 - H 2 0 . J o u r n a l o f P e t r o l o g y , 1 2 , p . 3 7 9 - 4 1 1 . L o p a t i n , N . W . , 1 9 7 1 . T e m p e r a t u r e a n d g e o l o g i c t i m e a s f a c t o r s i n c o a l i f i c a t i o n . A k a d e m i i a N a u k S S S R , S e r . G e o l . I z v e s t i y a , n o . 3 , p . 9 5 - 1 0 6 , ( R u s s i a n o r i g i n a l t r a n s l a t e d b y N . B o s t i c k ) . 1 9 8 M a g a r a , K . , 1 9 7 8 . C o m p a c t i o n a n d f l u i d m i g r a t i o n , p r a c t i c a l p e t r o l e u m g e o l o g y . D e v e l o p m e n t s i n p e t r o l e u m s c i e n c e 9 , E l s e v i e r , N e w Y o r k , 3 1 9 p p . M a l l o c h , G . S . , 1 9 1 2 . N o t e s o n t h e G r o u n d h o g C o a l f i e l d B a s i n , S k e e n a d i s t r i c t , B r i t i s h C o l u m b i a . T r a n s a c t i o n s , C a n a d i a n M i n i n g I n s t i t u t e , 1 5 , p . 2 7 8 - 2 8 1 . , 1 9 1 4 . T h e G r o u n d h o g C o a l f i e l d , B r i t i s h C o l u m b i a . G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a S u m m a r y R e p o r t 1 9 1 2 , p . 6 9 - 1 0 1 . M a t s u m o t o , R . , a n d I l J i m a , A . , 1 9 8 1 . O r i g i n a n d d i a g e n e t i c e v o l u t i o n o f C a - M g - F e c a r b o n a t e s i n s o m e c o a l f i e l d s o f J a p a n . S e d i m e n t o l o g y , 2 8 , p . 2 3 9 - 2 5 9 . M a x w e l l , D . T . , a n d H o w e r , J . , 1 9 6 7 . H i g h - g r a d e d i a g e n e s i s a n d l o w - g r a d e m e t a m o r p h i s m o f i l l i t e i n t h e P r e C a m b r i a n b e l t s e r i e s . A m e r i c a n M i n e r a l o g i s t , 5 2 , p . 8 4 3 - 8 5 7 . M a x w e l l , J . C . , 1 9 6 2 . O r i g i n o f s l a t y a n d f r a c t u r e c l e a v a g e i n t h e D e l a w a r e W a t e r G a p A r e a , N e w J e r s e y a n d P e n n s l y v a n i a . I n : P e t r o l o g i c s t u d i e s , G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a , B u d d i n g t o n v o l u m e , p . 2 8 1 - 3 1 1 . M c C l a y , K . R . , 1 9 7 7 . P r e s s u r e s o l u t i o n a n d C o b l e C r e e p i n r o c k s a n d m i n e r a l s , a r e v i e w . J o u r n a l o f t h e G e o l o g i c a l S o c i e t y o f L o n d o n , 1 3 4 , p . 5 7 - 7 0 . M c K e n z i e , K . , 1 9 8 5 . S e d i m e n t o l o g y o f t h e T a n g o C r e e k a n d B r o t h e r s P e a k F o r m a t i o n s , S u s t u t B a s i n , B r i t i s h C o l u m b i a , M S c t h e s i s , U n i v e r s i t y o f B r i t i s h C o l u m b i a . M e r i n o , E . , 1 9 7 5 . D i a g e n e s i s i n T e r t i a r y s a n d s t o n e s f r o m K e t t l e m a n N o r t h D o m e , C a l i f o r n i a , I , D i a g e n e t i c m i n e r a l o g y . J o u r n a l o f S e d i m e n t a r y P e t r o l o g y , 4 5 , p . 3 2 0 - 3 3 6 . M e i s s n e r , F . F . , 1 9 8 4 . A b n o r m a l p r e s s u r e p r o d u c e d b y h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n a n d m a t u r a t i o n a n d t h e i r r e l a t i o n t o p r o c e s s e s o f m i g r a t i o n a n d a c c u m u l a t i o n , [ a b s t ] , A m e r i c a n A s s o c i a t i o n o f P e t r o l e u m G e o l o g i s t s B u l l e t i n , 6 8 , p . 2 4 6 7 . M i d d l e t o n , G . , 1 9 7 2 . A l b i t e o f s e c o n d a r y o r i g i n i n C h a r n y s a n d s t o n e s . Q u e b e c , J o u r n a l o f S e d i m e n t a r y P e t r o l o g y , 4 2 , p . 3 4 1 - 3 4 9 . M i d d l e t o n , M . F . , 1 9 8 2 . T e c t o n i c h i s t o r y f r o m v i t r i n i t e r e f l e c t a n c e . G e o p h y s i c a l J o u r n a l R o y a l A s t r o n o m i c a l S o c i e t y , 6 8 , p . 1 2 1 - 1 3 2 . M i l l o t , G . , 1 9 6 4 . G e o l o g i e d e s A r g i l e s . M a s s o n , P a r i s , 4 9 9 p p . M i t r a , G . a n d Y o n k e e , W . A . , 1 9 8 5 . R e l a t i o n s h i p o f s p a c e d c l e a v a g e t o f o l d s a n d t h r u s t s i n t h e I d a h o - U t a h - W y o m i n g t h r u s t b e l t . J o u r n a l o f S t r u c t u r a l G e o l o g y , 7 , p . 3 6 1 - 3 7 3 . M o f f a t , I . W . , 1 9 8 1 . G e o m e t r y a n d m e c h a n i s m s o f t r a n s v e r s e f a u l t i n g , R o c k y M o u n t a i n F r o n t R a n g e s , C a n m o r e , A l b e r t a . M S c t h e s i s , U n i v e r s i t y o f C a l g a r y , C a l g a r y , A l b e r t a , 1 9 3 p p . , a n d B u s t i n , R . M . , 1 9 8 4 . S u p e r p o s e d f o l d i n g i n t h e n o r t h e r n G r o u n d h o g C o a l f i e l d ; e v i d e n c e f o r p o l y p h a s e d e f o r m a t i o n i n t h e n o r t h e a s t e r n c o r n e r o f t h e B o w s e r B a s i n . G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a P a p e r 8 4 - I B , p . 2 5 5 - 2 6 1 . , a n d S p a n g , J . H . , 1 9 8 4 . O r i g i n o f t r a n s v e r s e f a u l t i n g , R o c k y M o u n t a i n F r o n t 1 9 9 R a n g e s , C a n m o r e , A l b e r t a . B u l l e t i n o f C a n a d i a n P e t r o l e u m G e o l o g y , 3 2 , p . 1 4 7 - 1 6 1 . M o n g e r , J . W . H . , a n d H u t c h i s o n , W . W . , 1 9 7 1 . M e t a m o r p h i c M a p o f t h e C a n a d i a n C o r d i l l e r a . G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a P a p e r 7 0 - 3 3 , 7 1 p p . , a n d I r v i n g , E . , 1 9 8 0 . N o r t h w a r d d i s p l a c e m e n t o f n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a . N a t u r e , 2 8 5 , p . 2 8 9 - 2 9 4 . - , P r i c e , R . A . , a n d T e m p l e m a n - K i u i t , D . J . , 1 9 8 2 . T e c t o n i c a c c r e t i o n a n d t h e o r i g i n o f t w o m a j o r m e t a m o r p h i c a n d p l u t o n i c w e l t s i n t h e C a n a d i a n C o r d i l l e r a . G e o l o g y , 1 0 , p . 7 0 - 7 5 . M u e h l b e r g e r , W . R . , 1 9 6 1 . C o n j u g a t e j o i n t s e t s o f s m a l l d i h e d r a l a n g l e . J o u r n a l o f G e o l o g y , 6 9 , p . 2 1 1 - 2 1 9 . M u f f l e r a n d W h i t e , 1 9 6 9 . A c t i v e m e t a m o r p h i s m o f U p p e r C e n o z o i c s e d i m e n t s i n t h e S a l t o n S e a g e o t h e r m a l f i e l d a n d t h e S a l t o n T r o u g h , s o u t h e a s t e r n C a l i f o r n i a . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n , 8 0 , p . 1 5 7 - 1 8 2 . M u l l e n o x , B . W . a n d G r a y , D . R . , 1 9 8 4 . I n t e r a c t i o n o f b e d - p a r a l l e l s t y l o l i t e s a n d e x t e n s i o n v i e n s i n b o u d i n a g e . J o u r n a l o f S t r u c t u r a l G e o l o g y , 6 , p . 6 3 - 7 1 . M u r p h y , F . C . , 1 9 8 4 . F l u i d i z e d b r e c c i a s : a r e c o r d o f b r i t t l e t r a n s i t i o n s d u r i n g d u c t i l e d e f o r m a t i o n . T e c t o n o p h y s i c s , 1 0 4 , p . 3 2 5 - 3 4 9 . N a d a i , A . , 1 9 5 0 . T h e o r y o f f l o w a n d f r a c t u r e o f s o l i d s . 2 v o l u m e s . 2 n d e d i t i o n , M c G r a w - H i l l , N e w Y o r k , 5 0 7 p p . N a d e a u , P . H . , a n d R e y n o l d s , R . C . J r . , 1 9 8 1 . B u r i a l a n d c o n t a c t m e t a m o r p h i s m i n t h e M a n c o s s h a l e . C l a y s a n d C l a y M i n e r a l s , 2 9 , p . 2 4 9 - 2 5 9 . N e l s o n , R . A . , 1 9 8 1 . S i g n i f i c a n c e o f f r a c t u r e s e t s a s s o c i a t e d w i t h s t y l o l i t e z o n e s . A m e r i c a n A s s o c i a t i o n o f P e t r o l e u m G e o l o g i s t s B u l l e t i n , 6 5 , p . 2 4 1 7 - 2 4 2 5 . , 1 9 8 3 . L o c a l i z a t i o n o f a g g r e g a t e s t y l o l i t e s b y r o c k p r o p e r t i e s . A m e r i c a n A s s o c i a t i o n o f P e t r o l e u m G e o l o g i s t s B u l l e t i n , 6 7 , p . 3 1 3 - 3 2 2 . N o r r i s . D . K . , a n d B a r r o n , K . , 1 9 6 8 . S t r u c t u r a l a n a l y s i s o f f e a t u r e s o n n a t u r a l a n d a r t i f i c i a l f a u l t s . I n : B a e r , A . J . , a n d N o r r i s , D . K . . , [ e d s . ] . G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a P a p e r 6 8 - 5 2 , p . 1 3 6 - 1 6 7 . O g u n y o m i , O . , H e s s , R . , a n d H e r o u x , Y . , 1 9 8 0 . P r e - o r o g e n i c a n d s y n o r o g e n i c d i a g e n e s i s a n d a n c h i m e t a m o r p h i s m i n l o w e r p a l e o z o i c c o n t i n e n t a l m a r g i n s e q u e n c e s o f t h e n o r t h e r n A p p l a c h i a n s a n d a r o u n d Q u e b e c C i t y , C a n a d a . B u l l e t i n o f C a n a d i a n P e t r o l e u m G e o l o g y , 2 8 , p . 5 5 9 - 5 7 7 . , M a r t i n , R . F . a n d H e s s e , R . , 1 9 8 1 . A l b i t e o f s e c o n d a r y o r i g i n i n C h a r n y s a n d s t o n e s , Q u e b e c : a r e - e v a l u a t i o n . J o u r n a l o f S e d i m e n t a r y P e t r o l o g y , 5 1 , p . 5 9 7 - 6 0 6 . P e r r y , E . A . , a n d H o w e r , J . , 1 9 7 3 . L a t e s t a g e d e h y d r a t i o n i n d e e p l y b u r i e d p e l e t i c s e d i m e n t s . A m e r i c a n A s s o c i a t i o n o f P e t r o l e u m G e o l o g i s t s B u l l e t i n , 5 6 , p . 2 0 1 3 - 2 0 2 1 . 2 0 0 P e t t i j o h n , F . J . , P o t t e r , P . E . , a n d S i e v e r , R . , 1 9 7 3 . S a n d a n d S a n d s t o n e . S p r i n g e r - V e r l a g , N e w Y o r k , 6 1 8 p p . P h i l l i p s , J . , 1 9 7 4 . T h e d e v e l o p m e n t o f v i e n a n d r o c k t e x t u r e s b y t e n s i l e s t r a i n r e c r y s t a l l i z a t i o n . J o u r n a l o f t h e G e o l o g i c a l S o c i e t y o f L o n d o n , 1 3 0 , p . 4 4 1 - 4 4 8 . P i q u e , A . , 1 9 8 2 . R e l a t i o n s b e t w e e n s t a g e s o f d i a g e n e t i c a n d m e t a m o r p h i c e v o l u t i o n a n d t h e d e v e l o p m e n t o f a p r i m a r y c l e a v a g e i n t h e n o r t h w e s t e r n M o r o c c a n M e s e t a . J o u r n a l o f S t r u c t u r a l G e o l o g y , 4 , p . 4 9 1 - 5 0 0 . P o w e l l , C . M c A . , 1 9 7 9 . A m o r p h o l o g i c a l c l a s s i f i c a t i o n o f r o c k c l e a v a g e . T e c t o n o p h y s i c s , 5 8 , p . 2 1 - 3 4 . P o w e r s , M . C . , 1 9 6 7 . F l u i d - r e l e a s e m e c h a n i s m s i n c o m p a c t i n g m a r i n e m u d r o c k s a n d t h e i r i m p o r t a n c e i n o i l e x p l o r a t i o n . A m e r i c a n A s s o c i a t i o n o f P e t r o l e u m G e o l o g i s t s B u l l e t i n , 5 1 , p . 1 2 4 0 - 1 2 5 4 . P r i c e , L . C . , 1 9 8 3 . G e o l o g i c t i m e a s a p a r a m e t e r i n o r g a n i c m e t a m o r p h i s m a n d v i t r i n i t e r e f l e c t a n c e a s a n a b s o l u t e p a l e o g e o t h e r m o m e t e r . J o u r n a l o f P e t r o l e u m G e o l o g y , 6 1 , p . 5 - 3 8 . P r i c e , N . J . , 1 9 7 5 . R a t e s o f d e f o r m a t i o n . J o u r n a l o f t h e G e o l o g i c a l S o c i e t y o f L o n d o n , 1 3 1 , p . 5 5 3 - 5 7 5 . P r i c e , R . A . , 1 9 6 7 . T h e t e c t o n i c s i g n i f i c a n c e o f m e s o s c o p i c s u b f a b r i c s i n t h e s o u t h e r n R o c k y M o u n t a i n s o f A l b e r t a a n d B r i t i s h C o l u m b i a . C a n a d i a n J o u r n a l o f E a r t h S c i e n c e s , 4 , p . 3 9 - 7 0 . , 1 9 8 1 . C o r d i l l e r a n c r o s s - s e c t i o n , C a l g a r y t o V i c t o r i a , I n : T h o m p s o n , R . I . a n d C o o k , D . G . , [ e d s . ] , . F i e l d g u i d e s t o g e o l o g y a n d m i n e r a l d e p o s i t s . C a l g a r y 1 9 8 1 a n n u a l m e e t i n g G e o l o g i c a l A s s o c i a t i o n o f C a n a d a / M i n e r a l o g i c a l A s s i c i a t i o n o f C a n a d a / C a n d i a n G e o p h y s i c a l U n i o n , p . 2 6 1 - 3 3 4 . P y t t e , A . M . , 1 9 8 2 . T h e k i n e c t i c s o f t h e s m e c t i t e t o i l l i t e r e a c t i o n i n c o n t a c t m e t a m o r p h i c s h a l e s . M A t h e s i s , D a r t m o u t h C o l l e g e , H a n o v e r , N e w H a m p s h i r e . Q u i n n , A . W . a n d G l a s s , H . D . , 1 9 5 8 . R a n k o f c o a l a n d m e t a m o r p h i c g r a d e o f r o c k s o f t h e N a r a g a n s e t B a s i n o f R h o d e I s l a n d . E c o n o m i c G e o l o g i s t , 5 3 , p . 5 6 3 - 5 7 6 . R a m s a y , J . G . , 1 9 7 4 . D e v e l o p m e n t o f c h e v r o n f o l d s . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n , 8 5 , p . 1 7 4 1 - 1 7 5 3 . , 1 9 8 0 . T h e c r a c k - s e a l m e c h a n i s m o f r o c k d e f o r m a t i o n . N a t u r e , 2 8 4 , p . 1 3 5 - 1 3 9 . , a n d H u b e r , M . L , 1 9 8 5 . T h e t e c h n i q u e s o f m o d e r n s t r u c t u r a l g e o l o g y , v o l u m e 1 , s t r a i n a n a l y s i s , A c a d e m i c P r e s s , N e w Y o r k , 3 0 7 p p . R e a d , P . B . , a n d E i s b a c h e r , G . H . , 1 9 7 4 . R e g i o n a l z e o l i t e a l t e r a t i o n o f t h e S u s t u t G r o u p , n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a . C a n a d i a n M i n e r a l o g i s t , 1 2 , p . 5 2 7 - 5 4 1 . R i c h a r d s , T . A . , a n d J e l e t s k y , O . L . , 1 9 7 5 . A p r e l i m i n a r y s t u d y o f t h e U p p e r J u r a s s i c B o w s e r a s s e m b l a g e i n t h e H a z e l t o n w e s t - h a l f m a p - a r e a . B r i t i s h C o l u m b i a , G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a P a p e r 7 5 - I A , p . 3 1 - 3 6 . 2 0 1 , a n d G i l c h r i s t , R . A . , 1 9 7 9 . G r o u n d h o g c o a l a r e a , B r i t i s h C o l u m b i a . G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a P a p e r 7 9 - I B , p . 4 1 1 - 4 1 4 . R i e c k e , E , 1 8 9 5 . U b e r d a s g l e i c h g e w i c h t z w i s c h e n e i n e m f e s t e n h o m o g e n e n d e f o r m i e r t e n k b r p e r u n d e i h e r f l i l s s i g e n p h a s e . A n n a l e n d e r P h y s i k , 5 4 , p . 7 3 1 - 7 3 8 . R o b e r s o n , H . E . , L a h a n n , R . W . , 1 9 8 1 . S m e c t i t e t o i l l i t e c o n v e r s i o n r a t e s : e f f e c t s o f s o l u t i o n c h e m i s t r y . C l a y s a n d C l a y M i n e r a l s , 2 9 , p . 1 2 9 - 1 3 5 . R o b i n , P - Y . R , 1 9 7 8 . P r e s s u r e s o l u t i o n a t g r a i n t o g r a i n c o n t a c t s . G e o c h i m i c a e t C o s m o c h i m i c a A c t a , 4 2 , p . 1 3 8 3 - 1 3 8 9 . , 1 9 7 9 . T h e o r y o f m e t a m o r p h i c s e g r e g a t i o n a n d r e l a t e d p r o c e s s e s . G e o c h i m i c a e t C o s m o c h i m i c a A c t a , 4 3 , p . 1 5 8 7 - 1 6 0 0 . R o s s , J . V . , a n d B a r n e s , W . C , 1 9 7 5 . D e v e l o p m e n t o f c l e a v a g e s w i t h i n d i a m i c t i t e s o f s o u t h e a s t e r n B r i t i s h C o l u m b i a . C a n a d i a n J o u r n a l o f E a r t h S c i e n c e s , 1 2 , p . 1 2 9 1 - 1 3 0 6 . R o y , A . B . , 1 9 7 8 . E v o l u t i o n o f s l a t y c l e a v a g e i n r e l a t i o n t o d i a g e n e s i s a n d m e t a m o r p h i s m : a s t u d y f r o m t h e H u n s r u c k s c h i e f e r . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n , 8 9 , p . 1 7 7 5 - 1 7 8 5 . R u t t e r , E . H . , 1 9 7 6 . T h e k i n e c t i c s o f r o c k d e f o r m a t i o n b y p r e s s u r e s o l u t i o n . R o y a l S o c i e t y o f L o n d o n P h i l o s o p h i c a l T r a n s a c t i o n s , s e r i e s A , 2 8 3 , p . 2 0 3 - 2 1 9 . , 1 9 8 3 . P r e s s u r e s o l u t i o n i n n a t u r e , t h e o r y a n d e x p e r i m e n t . J o u r n a l o f t h e G e o l o g i c a l S o c i e t y o f L o n d o n , 1 4 0 , p . 7 2 5 - 7 4 0 . S a g o n , J . P . , a n d D u n o y e r d e S e g o n z a c , G . 1 9 7 2 . L a c r i s t a l l i n i t e d e s m i c a s d a n s l e s s c h i s t e s p a l e o z o i q u e s e t b r i o v e r i e n s d u B a s s i n d e C h a t e a u l i n ( M a s s i f A m m o r i c a i n ) . C R A c a d e m i e S c i e n c e s s e r . D , 2 7 5 . p . 1 0 2 3 - 1 0 2 6 . S c h l a t e r , J . G . , 1 9 7 2 . H e a t f l o w a n d e l e v a t i o n o f t h e m a r g i n a l b a s i n s o f t h e w e s t e r n P a c i f i c . J o u r n a l o f G e o p h y s i c a l R e s e a r c h , 7 7 , p . 5 6 8 8 - 5 6 9 6 . S e c o r , D . T . J r . , 1 9 6 5 . R o l e o f f l u i d p r e s s u r e i n j o i n t i n g . A m e r i c a n J o u r n a l o f S c i e n c e , 2 6 3 , p . 6 3 3 - 6 4 6 . S i b s o n , R . H . , 1 9 8 1 . C o n t r o l s o n l o w - s t r e s s h y d r o - f r a c t u r e d i l a t a n c y i n t h r u s t , w r e n c h a n d n o r m a l f a u l t t e r r a i n s . N a t u r e , 2 8 9 , p . 6 6 5 - 6 6 7 . , M o o r e , J . M c M . , a n d R o n k i n , A . H . , 1 9 7 5 . S e i s m i c p u m p i n g - a h y d r o t h e r m a l f l u i d t r a n s p o r t m e c h a n i s m . J o u r n a l o f t h e G e o l o g i c a l S o c i e t y o f L o n d o n , 1 3 1 , p . 6 5 3 - 6 5 9 . S i d d a n s , A . W . B . , 1 9 7 2 . S l a t y c l e a v a g e - a r e v i e w o f r e s e a r c h s i n c e 1 8 1 5 . E a r t h S c i e n c e R e v i e w s , 8 , p . 2 0 5 - 2 3 2 . , 1 9 7 7 . T h e d e v e l o p m e n t o f s l a t y c l e a v a g e i n a p a r t o f t h e F r e n c h A l p s . T e c t o n o p h y s i c s , 3 9 , p . 5 3 3 - 5 5 7 . S i m o n , R . I . , a n d G r a y , D . R . , 1 9 8 2 . I n t e r r e l a t i o n s o f m e s o s c o p i c s t r u c t u r e s a n d s t r a i n a c r o s s a s m a l l r e g i o n a l f o l d , V i r g i n i a A p p l a c h i a n s . J o u r n a l o f S t r u c t u r a l G e o l o g y , 4 , p . 2 7 1 - 2 8 9 . 2 0 2 S m i t h , P . L . , a n d T h o m s o n , R . C . , T i p p e r , H . W . , 1 9 8 4 . L o w e r a n d M i d d l e J u r a s s i c s e d i m e n t s a n d v o l c a n i c s o f t h e S p a t s i z i m a p a r e a , B r i t i s h C o l u m b i a . G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a P a p e r 8 4 - I A , p . 1 1 7 - 1 2 0 . S o r b y , H . C . , 1 8 5 3 . O n t h e o r i g i n o f s l a t y c l e a v a g e . N e w P h i l o s o p h i c a l J o u r n a l , E d i n b u r g h , 5 5 , p . 1 3 7 - 1 4 8 . S p a n g , J . H . , O l d e r s h a w , A . E . , a n d S t o u t , M . Z . , 1 9 7 6 . D e v e l o p m e n t o f c l e a v a g e i n t h e B a n f f F o r m a t i o n , F r o n t R a n g e s , C a n a d i a n R o c k y M o u n t a i n s . C a n a d i a n J o u r n a l o f E a r t h S c i e n c e s , 1 6 , p . 1 1 0 8 - 1 1 1 . 5 S p r u n t , E . S . , a n d N u r , A . , 1 9 7 6 . R e d u c t i o n o f p o r o s i t y b y p r e s s u r e s o l u t i o n , e x p e r i m e n t a l v e r i f i c a t i o n . G e o l o g y , 4 , p . 4 6 3 - 4 6 6 . S r o d o n , J . , 1 9 8 4 . I l l i t e / s m e c u t e i n l o w - t e m p e r a t u r e d e i a g e n e s i s : d a t a f r o m t h e M i o c e n e o f t h e C a r p a t h i a n f o r e d e e p . C l a y m i n e r a l s , 1 9 , p . 2 0 5 - 2 1 5 . , a n d E b e r l , P . D . , 1 9 8 4 . I l l i t e . I n : B a i l e y , S . W . , [ e d . ] . M i c a s , R e v i e w s i n m i n e r a l o g y . 1 3 , M i n e r a l o g i c a l A s s o c i a t i o n o f C a n a d a , p . 4 9 5 - 5 4 4 . S t a c h , E . , M a c k o w s k y , M - T h . , T e i c h m u l l e r , M . , T a y l o r , G . H . , C h a n d r a , D . , a n d T e i c h m u l l e r , R . , 1 9 7 5 . C o a l p e t r o l o g y , s e c o n d e d i t i o n . 4 2 8 p p . , 1 9 8 2 , t h i r d e d i t i o n , 5 3 5 p p . , G e b r u d e r B o r n t r a e g e r , B e r l i n - S t u t t g a r t S t a l d e r , P . J . , 1 9 7 9 . O r g a n i c a n d i n o r g a n i c m e t a m o r p h i s m i n t h e T a v e y a n n a z s a n d s t o n e o f t h e S w i s s A l p s a n d e q u i v a l e n t s a n d s t o n e s i n F r a n c e a n d I t a l y . J o u r n a l o f S e d i m e n t a r y P e t r o l o g y , 4 9 , p . 4 6 3 - 4 8 2 . S t e a r n s , D . W . , 1 9 6 8 . C e r t a i n a s p e c t s o f f r a c t u r e s i n n a t u r a l l y d e f o r m e d r o c k s . I n : R i e c k e r , R . E . , [ e d . ] . R o c k M e c h a n i c s s e m i n a r , B e d f o r d , M a s s a c h u s e t t s , A i r F o r c e C a m b r i d g e R e s e a r c h L a b o r a t o r i e s , p . 9 7 - 1 1 8 . S t e i n e r , A . , 1 9 6 3 . C l a y m i n e r a l s i n h y d r o t h e r m a l l y a l t e r e d r o c k s a t W a i r a k e i , N e w Z e a l a n d . C l a y a n d C l a y M i n e r a l s , 1 6 , p . 1 9 3 - 2 1 3 . S t e p h a n s s o n , O . , 1 9 7 4 . S t r e s s i n d u c e d d i f f u s i o n d u r i n g f o l d i n g . T e c t o n o p h y s i c s , 2 2 , p . 2 3 3 - 2 5 1 . S t e w a r t , R . S . , a n d P a g e , J . , 1 9 7 4 . Z e o l i t e f a c i e s m e t a m o r p h i s m o f t h e L a t e C r e t a c e o u s N a n a i m o G r o u p , V a n c o u v e r I s l a n d a n d G u l f I s l a n d s , B r i t i s h C o l u m b i a . C a n a d i a n J o u r n a l o f E a r t h S c i e n c e s , 1 1 , p . 2 8 0 - 2 8 4 . S t o n e , I . J . , a n d C o o k , A . C , 1 9 7 9 . T h e i n f l u e n c e o f s o m e t e c t o n i c s t r u c t u r e s u p o n v i t r i n i t e r e f l e c t a n c e . J o u r n a l o f G e o l o g y , 8 7 , p . 4 9 7 - 5 0 8 . S u r d a m , R . C . , 1 9 7 3 . L o w g r a d e m e t a m o r p h i s m o f t u f f a c e o u s r o c k s o f t e h K a r m u t s e n G r o u p , V a n c o u v e r I s l a n d , B r i t i s h C o l u m b i a . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n , 8 4 , p . 1 9 1 1 - 1 9 2 2 . T e i c h m u l l e r , M . , 1 9 8 2 . A p p l i c a t i o n o f c o a l p e n o l o g i c a l m e t h o d s i n g e o l o g y i n c l u d i n g o i l a n d n a t u r a l g a s p r o s p e c t i n g . I n : S t a c h , E . , M a c K o w s k y , M - T h . , T e i c h m u l l e r , M . , T a y l o r , G . A . , C h a n d r a , D . , a n d T e i c h m u l l e r , R . , [ e d s . ] . C o a l p e t r o l o g y , t h i r d e d i t i o n , G e b r u d e r , B o r n t r a e g e r , B e r l i n - S t u t t g a r t , p . 3 8 1 - 4 1 3 . a n d T e i c h m u l l e r , R . , 1 9 8 2 . T h e g e o l o g i c a l b a s i s o f c o a l f o r m a t i o n , l n : 2 0 3 S t a c h , E . , M a c K o w s k y , M - T h . , T e i c h m u l l e r , M . , T a y l o r , G . A . , C h a n d r a , D . , a n d T e i c h m u l l e r , R . , [ e d s . ] . C o a l p e t r o l o g y , t h i r d e d i t i o n . G e b r l i d e r , B o r n t r a e g e r , B e r l i n - S t u t t g a r t , p . 5 - 8 6 . T e r n p e l m a n - K l u i t , D . J . , 1 9 7 9 . T r a n s p o r t e d c a t a c l a s i t e , o p h i o l i t e a n d g r a n o d i o r i t e i n Y u k o n : e v i d e n c e o f a r c - c o n t i n e n t c o l l i s i o n . G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a P a p e r 7 9 - 1 4 , 2 7 p p . T e o d o r o v i c h , G . I . , a n d K o n g u k h o v , A . I . , 1 9 7 0 . M i x e d - l a y e r m i n e r a l s i n s e d i m e n t a r y r o c k s a s i n d i c a t o r s o f t h e d e p t h o f t h e i r c a t a g e n i c a l t e r a t i o n , t r a n s l a t e d f r o m S m e s h a n n o - s l v y n y y a m i n e r a l y v o s a d o c h n y k a p o r o d a k h k a k p o d a z a t e l i g l u b i n g i k h k a t a g e n e t i c h e s k o g o p r e o b r a z o v a n i y a , D o k l a d y A k a d e m i i N a u k S S S R , 1 9 1 , p . 1 1 2 3 - 1 1 2 6 . T h o m p s o n , A . B . , 1 9 7 1 . P C 0 2 i n l o w - g r a d e m e t a m o r p h i s m ; z e o l i t e , c a r b o n a t e , c l a y m i n e r a l , p r e h n i t e r e l a t i o n s i n t h e s y s t e m C A O - A l j O j - S i O j - C C ^ - H j O . C o n t r i b u t i o n s t o M i n e r a l o g y a n d P e t r o l o g y , 3 3 , p . 1 4 5 - 1 6 1 . T h o m p s o n , R . I . , 1 9 7 9 . S t r u c t u r a l i n t e r p r e t a t i o n a c r o s s p a r t o f t h e n o r t h e r n R o c k y M o u n t a i n s , B r i t i s h C o l u m b i a , C a n a d a . C a n a d i a n J o u r n a l o f E a r t h S c i e n c e s , 1 6 , p . 1 2 2 8 - 1 2 4 9 . 1 9 8 1 . T h e n a t u r e a n d s i g n i f i c a n c e o f l a r g e ' b l i n d ' t h r u s t s w i t h i n t h e n o r t h e r n R o c k y M o u n t a i n s o f C a n a d a . I n : M c K l a y , K . R . , a n d P r i c e , N . J . [ e d s . ] . T h r u s t a n d N a p p e T e c t o n i c s . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f L o n d o n , S p e c i a l P u b l i c a t i o n 9 , p . 4 4 9 - 4 5 9 . T i n g , F . T . C . . 1 9 8 1 . U n i a x i a l a n d b i a x i a l v i t r i n i t e r e f l e c t a n c e m o d e l s a n d t h e i r r e l a t i o n s h i p t o p a l e o t e c t o n i c s . I n : B r o o k s , J . , [ e d . ] . O r g a n i c m a t u r a t i o n s t u d i e s a n d f o s s i l f u e l e x p l o r a t i o n . A c a d e m i c P r e s s , N e w Y o r k , p . 3 7 9 - 3 9 2 . , 1 9 8 4 . P a r a g e n e t i c r e l a t i o n s h i p o f t h e r m a l m a t u r a t i o n (coalification) a n d t e c t o n i c f r a m e w o r k o f s o m e C a n a d i a n R o c k y M o u n t a i n c o a l s . O r g a n i c G e o c h e m i s t r y , 5 , p . 2 7 9 - 2 8 1 . T i p p e r , H . W . , 1 9 8 1 . O f f s e t o f a n U p p e r P l e i n s b a c h i a n g e o g r a p h i c z o n a t i o n i n t h e N o r t h A m e r i c a C o r d i l l e r a b y t r a n s c u r r e n t m o v e m e n t C a n a d i a n J o u r n a l o f E a r t h S c i e n c e s , 1 8 , p . 1 7 8 8 - 1 7 9 2 . , 1 9 8 4 . T h e a l l o c h t h o n o u s J u r a s s i c - L o w e r C r e t a c e o u s t e r r a n e s o f t h e C a n a d i a n C o r d i l l e r a a n d t h e i r r e l a t i o n t o c o r r e l a t i v e s t r a t a o f t h e N o r t h A m e r i c a c r a t o n . I n : W e s t e r m a n , G . E . G . [ e d . ] . J u r a s s i c - C r e t a c e o u s b i o c h r o n o l o g y a n d paleogeogTaphy o f N o r t h A m e r i c a . G e o l o g i c a l A s s o c i a t i o n o f C a n a d a S p e c i a l P a p e r 2 7 , p . 1 1 3 - 1 2 0 . , a n d R i c h a r d s , T . A . , 1 9 7 6 . J u r a s s i c s t r a t i g r a p h y a n d h i s t o r y o f n o r t h - c e n t r a l B r i t i s h C o l u m b i a . G e o l o g i c a l S u r v e y o f C a n a d a M e m o i r 2 7 0 , 7 3 p p . T i s s o t , B . P . , a n d W e l t e , D . H . . P e t r o l e u m f o r m a t i o n a n d o c c u r r e n c e A n e w a p p r o a c h t o o i l a n d g a s e x p l o r a t i o n . S p r i n g e r - V e r l a g , B e r l i n , 5 3 8 p p . T u l l i s , T . E . , 1 9 7 6 . E x p e r i m e n t s o n t h e o r i g i n o f s l a t y cleavage a n d s c h i s t o s i t y . G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a B u l l e t i n 8 7 , p . 7 4 5 - 7 5 3 . 2 0 4 T u r n e r , F . J . , 1 9 8 1 . M e t a m o r p h i c p e t r o l o g y , m i n e r a l o g i c a l , f i e l d a n d t e c t o n i c a s p e c t s . 2 n d e d i t i o n , M c G r a w H i l l , N e w Y o r k , 5 2 4 p p . V e l d e , B . , 1 9 7 1 . T h e s t a b i l i t y a n d n a t u r a l o c c u r r e n c e o f m a r g a r i t e . M i n e r a l o g i c a l M a g a z i n e , 3 8 , p . 3 1 7 - 3 2 3 . W a h r h a f t i g , C , T u r n e r , D . L . , W e b e r , F . R . , a n d S m i t h , T . E . , 1 9 7 5 . N a t u r e a n d t i m i n g o f m o v e m e n t o n H i n e s C r e e k s t r a n d o f t h e D e n a l i f a u l t s y s t e m , A l a s k a . G e o l o g y , 3 , p . 4 6 3 - 4 6 6 . W a p l e s , D . W . , 1 9 8 0 . T i m e a n d t e m p e r a t u r e i n p e t r o l e u m f o r m a t i o n : a p p l i c a t i o n o f L o p a t i n ' s m e t h o d t o p e t r o l e u m e x p l o r a t i o n . A m e r i c a n A s s o c i a t i o n o f P e t r o l e u m G e o l o g i s t s B u l l e t i n , 6 4 , p . 9 1 6 - 9 2 9 . W a t a n a b e , T . , L a n g s e t h , M . G . , a n d A n d e r s o n , R . N . , 1 9 7 6 . H e a t f l o w i n b a c k - a r c b a s i n s o f t h e w e s t e r n P a c i f i c . I n : T a l w a n i , M . , a n d P i t t m a n , W . C . P . , [ e d s . ] . I s l a n d a r c s , d e e p s e a t r e n c h e s a n d b a c k - a r c b a s i n s . A m e r i c a n G e o p h y s i c a l U n i o n m o n o g r a p h s e r i e s , p . 1 3 7 - 1 6 1 . W e a v e r , C . E ! , 1 9 5 8 . G e o l o g i c i n t e r p r e t a t i o n o f a r g i l l a c e o u s s e d i m e n t s P a r t 1 , O r i g i n a n d s i g n i f i c a n c e o f c l a y m i n e r a l s i n s e d i m e n t a r y r o c k s . A m e r i c a n A s s o c i a t i o n o f P e t r o l e u m G e o l o g i s t s B u l l e t i n , 4 2 , p . 2 5 4 - 2 7 2 . W e a v e r , C . E . , 1 9 6 1 . C l a y m i n e r a l s o f t h e O u a c h i l a s t r u c t u r a l b e l t a n d a d j a c e n t f o r e l a n d . I n : t h e O u a c h i t a s y s t e m , B u r e a u E c o n o m i c G e o l o g y , A u s t i n T e x a s , p . 1 4 7 - 1 6 0 . W e y l , P . K . , 1 9 5 9 . P r e s s u r e s o l u t i o n a n d f o r c e o f c r y s t a l l i z a t i o n - a p h e n o m e n o l o g i c a l t h e o r y . J o u r n a l o f G e o p h y s i c a l R e s e a r c h , 6 4 , p . 2 0 0 1 - 2 0 2 5 . W h e e l e r , J . O . , a n d G a b r i e l s e , H . , 1 9 7 2 . T h e C o r d i l l e r a n s t r u c t u r a l p r o v i n c e , l n : P r i c e , R . A . , a n d D o u g l a s , R . J . W . , [ e d s . ] . V a r i a t i o n s i n t e c t o n i c s t y l e s i n C a n a d a . G e o l o g i c a l A s s o c i a t i o n o f C a n a d a S p e c i a l P a p e r 1 1 , p . 1 - 8 1 . W h i t e , S . H . , a n d K n i p e , R . J . , 1 9 7 8 . M i c r o s t r u c t u r e a n d c l e a v a g e d e v e l o p m e n t C o n t r i b u t i o n s t o M i n e r a l o g y a n d P e t r o l o g y , 6 6 , p . 1 6 5 - 1 7 4 . , a n d J o h n s t o n , D . C , 1 9 8 1 . A m i c r o s t r u c t u r a l a n d m i c r o c h e m i c a l s t u d y o f c l e a v a g e l a m e l l a e i n a s l a t e . J o u r n a l o f S t r u c t u r a l G e o l o g y , 3 , p . 2 7 9 - 2 9 0 . W i l l i a m s , E . , 1 9 5 3 . A n i s o t r o p y o f t h e v i t r a i n o f S o u t h W a l e s c o a l s . F u e l , 3 2 , p . 8 9 - 9 9 . W i l l i a m s , P . F . , 1 9 7 2 . D e v e l o p m e n t o f m e t a m o r p h i c l a y e r i n g a n d c l e a v a g e i n l o w - g r a d e m e t a m o r p h i c r o c k s a t B e r m a g u i A u s t r a l i a . A m e r i c a n J o u r n a l o f S c i e n c e , 2 7 2 , p . 1 - 4 7 . , 1 9 7 7 . F o l i a t i o n : a r e v i e w a n d d i s c u s s i o n . T e c t o n o p h y s i c s , 3 9 , p . 3 0 5 - 3 2 8 . W i n k l e r , H . G . F . , 1 9 8 0 . P e t r o g e n e s i s o f m e t a m o r p h i c r o c k s . S p r i n g e r - V e r l a g , 4 t h e d i t i o n , N e w Y o r k , 3 3 3 p p . W o o d , D . S . , 1 9 7 4 . C u r r e n t v i e w s o f t h e d e v e l o p m e n t o f s l a t y c l e a v a g e . I n : D o n a t h , F . A . , S t e h l , F . G . , a n d W e t h e r i l l , G . W . , [ e d s . ] . A n n u a l R e v i e w o f E a r t h a n d P l a n e t a r y S c i e n c e s , 2 , A n n u a l R e v i e w s I n c . , P a l o A l t o , C a l i f o r n i a , p . 3 0 9 - 4 0 1 . W o o d l a n d , B . G . , 1 9 8 2 . G r a d a t i o n a l d e v e l o p m e n t o f d o m a i n a l s l a t y c l e a v a g e i t s o r i g i n 2 0 5 a n d r e l a t i o n t o c h l o r i t e p o r p h y r o b l a s t s i n t h e M a r t i n s b u r g F o r m a t i o n , e a s t e r n P e n n s y l v a n i a . T e c t o n o p h y s i c s , 8 2 , p . 8 9 - 1 2 4 . W r i g h t , T . O . , 1 9 8 4 . P a r t i t i o n o f s t r a i n b e t w e e n p r e s s u r e s o l u t i o n a n d f l e x u r e f l o w d u r i n g d e f o r m a t i o n o f t h e G o l d e n v i l l e F o r m a t i o n , S h e e t H a r b o r a r e a , N o v a S c o t i a , [ a b s t ] , A b s t r a c t s w i t h P r o g r a m s , G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c a n o r t h e a s t e r n s e c t i o n a n n u a l m e e t i n g , 1 9 8 4 , p . 7 2 . Y o s h i d a , S . , 1 9 6 9 . S t r u c t u r a l a n a l y s i s o f t h e P a l e o z o i c s y s t e m i n n o r h t e a s t e r n T a m b a M o u n t a i n s d i s t r i c t , w i t h s p e c i a l r e f e r e n c e t o f o l d s a n d c l e a v a g e . J a p a n e s e J o u r n a l o f G e o l o y a n d G e o g r a p h y , 4 0 , p . 2 5 - 4 0 . Z e n , E - A n , 1 9 6 1 . T h e z e o l i t e f a c i e s : a n i n t e r p r e t a t i o n . A m e r i c a n J o u r n a l o f S c i e n c e , 2 5 9 , p . 4 0 1 - 4 0 9 . , 1 9 7 4 . B u r i a l m e t a m o r p h i s m . C a n a d i a n M i n e r a l o g i s t , 1 2 , p . 4 4 5 - 4 5 5 . , a n d T h o m p s o n , A . B . , 1 9 7 4 . L o w - g r a d e r e g i o n a l m e t a m o r p h i c m i n e r a l e q u i l i b r i u m r e l a t i o n s . A n n u a l r e v i e w s E a r t h a n d p l a n e t a r y s c i e n c e s , 2 , p . 1 7 9 - 2 1 2 . Z i n g g , A . , H u n z i k e r , J . C , F r e y , M . , a n d A l r e n d t , H . , 1 9 7 6 . A g e a n d d e g r e e o f m e t a m o r p h i s m o f t h e C a v a n e s s e z o n e a n d o f t h e s e d i m e n t a r y c o v e r o f t h e S e s i a z o n e . S c h w e i z e r i s c h e M i n e r a l o g i s c h e P e t r o r g r a p h i s h e M i t t e i u n g e n , 5 6 , p . 3 6 1 - 3 7 5 . SELECTED PUBLICATIONS Spang, J . H . Brown, S .B . , Stockmal, G.S. and Moffat, I.W. (1981). Structural Geology of the Front Ranges. 1n: F l e l d t r l p Guidebook, 1981 Geological Assoc iat ion of Canada Annual Meeting, p. 101-120. Moffat , I.W. and Gardener, D.A.C. , (1981). Basinal 1sostat1c adjustment Faul ts and the i r Petroleum S i g n i f i c a n c e . D iscuss ion , Canadian B u l l e t i n of Petroleum Geology, v. 30, 1, p. 43-51. Bus t in , R.M. and Moffat , I.W. (1983). Groundhog C o a l f i e l d , central B r i t i s h Columbia: Reconnaissance Strat igraphy and St ructure . Canadian B u l l e t i n of Petroleum Geology, v. 31, 4, p. 231-245. Moffat , I.W., and Spang, J . 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