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Volcanic stratigraphy and petrology of the mid-cretaceous Spence Bridge Group near Kingsvale, southwestern… Thorkelson, Derek John 1986

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831-UBC_1986_A6_7 T47.pdf [ 9.37MB ]
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V O L C A N I C S T R A T I G R A P H Y A N D P E T R O L O G Y O F T H E M I D - C R E T A C E O U S S P E N C E S B R I D G E G R O U P N E A R K I N G S V A L E , S O U T H W E S T E R N B R I T I S H C O L U M B I A b y D E R E K J O H N T H O R K E L S O N B. S c . , T h e 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 9 8 3 A T H E S I S S U B M I T T E D IN P A R T I A L F U L F I L M E N T O F T H E R E Q U I R E M E N T S F O R T H E D E G R E E O F M A S T E R O F S C I E N C E i n T H E F A C U L T Y O F G R A D U A T E S T U D I E S D e p a r t m e n t o f G e o l o g i c a l S c i e n c e s W e a c c e p t t h i s t h e s i s a s c o n f o r m i n g t o t h e r e q u i r e d s t a n d a r d T H E 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 O c t o b e r , 1 9 8 6 ® D E R E K J O H N T H O R K E L S O N , 1 9 8 6 In p r e s e n t i n g t h i s t h e s i s in p a r t i a l f u l f i l m e n t o f t h e r e q u i r e m e n t s f o r a n a d v a n c e d d e g r e e at t h e T h e 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 , I a g r e e t h a t t h e L i b r a r y s h a l l m a k e it f r e e l y a v a i l a b l e f o r r e f e r e n c e a n d s t u d y . I f u r t h e r a g r e e tha t p e r m i s s i o n f o r e x t e n s i v e c o p y i n g o f t h i s t h e s i s f o r s c h o l a r l y p u r p o s e s m a y b e g r a n t e d b y t h e H e a d o f m y D e p a r t m e n t o r b y h i s o r h e r r e p r e s e n t a t i v e s . It i s u n d e r s t o o d t h a t c o p y i n g o r p u b l i c a t i o n o f t h i s t h e s i s f o r f i n a n c i a l g a i n s h a l l n o t b e a l l o w e d w i t h o u t m y w r i t t e n p e r m i s s i o n . D e p a r t m e n t o f G e o l o g i c a l S c i e n c i e s T h e 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 2 0 7 5 W e s b r o o k P l a c e V a n c o u v e r , C a n a d a V 6 T 1 W 5 D a t e : O c t o b e r . 1 9 8 6 A B S T R A C T M i d - C r e t a c e o u s v o l c a n i c r o c k s c a l l e d t h e S p e n c e s B r i d g e a n d K i n g s v a l e g r o u p s b y p r e v i o u s a u t h o r s l i e in t h e N i c o a m e n S t r u c t u r a l D e p r e s s i o n w h i c h e x t e n d s f r o m n e a r t h e t o w n o f P r i n c e t o n f o r 2 1 5 k m n o r t h - n o r t h w e s t w a r d t o t h e s e t t l e m e n t o f P a v i l i o n w h e r e it i s c u t by t h e F r a s e r F a u l t S y s t e m . T h e l o w e r p a r t o f t h e s e q u e n c e , c o m p r i s i n g v a r i o u s v o l c a n i c l a s t i c r o c k s a n d l a v a s , w a s f o r m a l l y n a m e d t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p a f t e r a t y p e l o c a l i t y n e a r t h e t o w n o f S p e n c e s B r i d g e . T h e r o c k s s u b s e q u e n t l y d e f i n e d a s K i n g s v a l e G r o u p a r e n o w r e c o g n i z e d a s b e i n g p a r t o f t h e s u c c e s s i o n o r i g i n a l l y c a l l e d S p e n c e s B r i d g e G r o u p ; t h e t e r m K i n g s v a l e G r o u p i s a b a n d o n e d . A d i s t i n c t i v e s e q u e n c e o f m o s t l y a m y g d a l o i d a l a n d e s i t e , o v e r l y i n g t h e S p e n c e s B r i d g e r o c k s b e t w e e n K i n g s v a l e a n d S p e n c e s B r i d g e , w a s c o r r e l a t e d b y p r e v i o u s w o r k e r s w i t h t h e K i n g s v a l e G r o u p ; t h o s e s t r a t a a r e h e r e i n f o r m a l l y n a m e d S p i u s F o r m a t i o n . T h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p i s e x p a n d e d t o i n c l u d e S p i u s F o r m a t i o n a s i t s u p p e r p a r t ; t h e c o m p o s i t e s e q u e n c e p r e v i o u s l y k n o w n a s t h e S p e n c e s B r i d g G r o u p i s n o w c a l l e d t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p . R e c e n t s t u d i e s o f p a l y n o m o r p h s a n d p l a n t m e g a f o s s i l s i n d i c a t e a n u p p e r A l b i a n a g e f o r b o t h t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p a n d S p i u s F o r m a t i o n . In t h e s t u d y a r e a , b l o c k f a u l t i n g , p r o b a b l y r e l a t e d t o t r a n s t e n s i o n a l t e c t o n i c s in E o c e n e t i m e , w a s t h e m a i n c a u s e o f d e f o r m a t i o n o f t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p . A n o r t h - t r e n d i n g c o m p l e x g r a b e n w i t h v e r t i c a l d i s p l a c e m e n t s o f at l e a s t 3 k m , h e r e i n c a l l e d t h e F i g F a u l t Z o n e , w a s i i a p p a r e n t l y f i l l e d a s it f o r m e d b y E o c e n e r i v e r s a n d a n d g r a v e l . F o l d i n g , s o m e o f w h i c h m a y h a v e b e e n c o n t e m p o r a n e o u s w i t h v o l c a n i s m , w a s m a i n l y r e s t r i c t e d t o t h e v i c i n i t y o f S h o v e l n o s e M o u n t a i n w h i c h d i s p l a y s a n o v e r a l l a n t i c l i n a l g e o m e t r y . T h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p in t h e s t u d y a r e a w a s d e p o s i t e d o n a s u r f a c e o f m o d e r a t e r e l i e f u n d e r l a i n b y L a t e T r i a s s i c a n d E a r l y J u r a s s i c v o l c a n i c a n d p l u t o n i c r o c k s . It c o n s i s t s o f r o u g h l y e q u a l v o l u m e s o f v o l c a n i c l a s t i c r o c k s a n d l a v a w h i c h a r e i n t e r c a l a t e d t h r o u g h o u t t h e 2.4 k m - t h i c k s u c c e s s i o n . A n d e s i t e f l o w s a n d c l a s t i c r o c k s a r e u b i q u i t o u s ; r h y o l i t e i s l a t e r a l l y r e s t r i c t e d , p r o b a b l y t o n e a r - v e n t a r e a s . R e g i o n a l l y , t h i s g r o u p w a s p r o b a b l y d e p o s i t e d a s a s e t o f c o n t i g u o u s t e r r e s t r i a l s t r a t o v o l c a n o e s . F r a c t i o n a t i o n a n d a s s i m i l a t i o n c a n a c c o u n t f o r p e t r o g r a p h i c a n d g e o c h e m i c a l o b s e r v a t i o n s . P a t t e r n s o f t r a c e e l e m e n t s a n d a c a l c a l k a l i n e t o w e a k l y t h o l e i i t i c t r e n d s u g g e s t a s u b d u c t i o n - r e l a t e d o r i g i n . S p i u s F o r m a t i o n in t h e s t u d y a r e a , w i t h a m i n i m u m t h i c k n e s s o f 6 0 0 m , s h a r e s a g r a d a t i o n a l c o n t a c t w i t h t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p . T o t h e n o r t h w e s t , t h e s t r a t i g r a p h i c r e l a t i o n s h i p i s u n c o n f o r m a b l e i n d i c a t i n g d e f o r m a t i o n d u r i n g a l o c a l h i a t u s in v o l c a n i s m . S p i u s f l o w s w e r e p r o b a b l y v e r y f l u i d , a c c u m u l a t i n g a s a s h i e l d v o l c a n o a t o p l o w e r S p e n c e s B r i d g e a n d a d j a c e n t b a s e m e n t r o c k s . P e t r o g r a p h i c a l l y , t w o S p i u s F o r m a t i o n l a v a t y p e s a re r e c o g n i z e d . T h e f i r s t , l o w e r S p e n c e s B r i d g e - t y p e , i s v e r y s i m i l a r t o a n d e s i t e o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p . T h e s e c o n d , S p i u s - t y p e , w a s a p p a r e n t l y h o t t e r a n d m o r e h y d r a t e d . T r a c e e l e m e n t g e o c h e m i s t r y s u p p o r t s i i i p e t r o g r a p h y a n d s u g g e s t s that S p i u s F o r m a t i o n l a v a s a r e t h e p r o d u c t o f v a r i a b l e m a g m a m i x i n g b e t w e e n m e l t s b e l o n g i n g t o t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p a n d a n i n f e r r e d p a r e n t a l S p i u s - t y p e m a g m a . T h e c o m p o s i t i o n o f t h a t p a r e n t a l m a g m a s u g g e s t s tha t p r i m a r y S p i u s - t y p e m e l t s w e r e p r o d u c e d b y " w i t h i n p l a t e " f u s i o n . T h e c h a n g e in t e c t o n i c a f f i n i t y m a y h a v e b e e n c a u s e d b y d i s r u p t e d a n d / o r t e r m i n a t e d s u b d u c t i o n i n d u c e d b y m i d - C r e t a c e o u s a c c r e t i o n o f T e r r a n e II t o t h e N o r t h A m e r i c a n c o n t i n e n t a l m a r g i n . i v T a b l e o f C o n t e n t s A B S T R A C T i T A B L E O F C O N T E N T S i v L I S T O F T A B L E S v i L I S T O F F I G U R E S v i i L I S T O F P L A T E S i x A C K N O W L E D G M E N T S x i 1. I N T R O D U C T I O N 1 2 . P R E V I O U S W O R K A N D R E V I S E D L I T H O S T R A T I G R A P H I C N O M E N C L A T U R E 6 2.1 P r e v i o u s w o r k 6 22 T h e n e e d f o r r e v i s e d n o m e n c l a t u r e 10 2.3 R e c o m m e n d a t i o n s f o r l i t h o s t r a t i g r a p h i c n o m e n c l a t u r e 12 2.4 C o r r e l a t i o n s a c r o s s t h e F r a s e r a n d Y a l a k o m f a u l t s 13 3 . A G E O F T H E S P E N C E S B R I D G E G R O U P 15 3.1 A g e o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p 15 3.1.1 P a l e o b o t a n y o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p 15 3.1.2 I s o t o p i c a g e s f r o m the l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p 17 3.1.3 I n t e r p r e t a t i o n o f a g e d e t e r m i n a t i o n s ...20 32 I s o t o p i c a g e s a n d p a l e o b o t a n y o f S p i u s F o r m a t i o n 21 4 . S T R U C T U R E '. 23 4.1 R e g i o n a l s t r u c t u r e o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p 23 4.2 S t r u c t u r e in t h e s t u d y a r e a 25 4.2.1 F a u l t i n g 25 4.2.2 F o l d i n g ...27 5 . S T R A T I G R A P H Y 29 5.1 R o c k s o l d e r t h a n t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p 29 5.2 S t r a t i g r a p h y o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p 30 V 5.2.1 I n t r o d u c t i o n 30 5.2.2 S t r a t i g r a p h y in t h e C e n t r a l H o r s t 31 5.2.3 S t r a t i g r a p h y o f t h e " G i l I is R i d g e " a r e a 33 5.2.4 S t r a t i g r a p h y o f t h e S h o v e l n o s e M o u n t a i n a r e a .35 5.2.5 S t r a t i g r a p h y in t h e F i g F a u l t Z o n e .37 5.3 S t r a t i g r a p h y o f S p i u s F o r m a t i o n 39 5.3.1 I n t r o d u c t i o n 39 5.3.2 G r a d a t i o n a l c o n t a c t w i t h t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p ..ko 5.4 S y n t h e s i s o f m i d - C r e t a c e o u s p h y s i c a l v o l c a n o l o g y kl 5.5 E o c e n e K a m l o o p s G r o u p 1+3 6 . P E T R O G R A P H Y O F T H E S P E N C E S B R I D G E G R O U P 50 6.1 I n t r o d u c t i o n 50 6.2 P e t r o g r a p h y o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p .50 6.3 P e t r o g r a p h y o f S p i u s F o r m a t i o n 55 7 . G E O C H E M I S T R Y O F T H E S P E N C E S B R I D G E G R O U P 65 7.1 I n t r o d u c t i o n 65 7.2 G e o c h e m i s t r y o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p 65 7.2.1 M a j o r e l e m e n t c h e m i s t r y 65 7.2.2 M i n o r a n d t r a c e e l e m e n t c h e m i s t r y ,71 7.2.3 R e g i o n a l v a r i a t i o n s a n d c o n c l u s i o n s 75 7.3 G e o c h e m i s t r y o f S p i u s F o r m a t i o n .101 7.3.1 M a j o r e l e m e n t c h e m i s t r y .101 7.3.2 T r a c e e l e m e n t c h e m i s t r y 101 7.4 T e c t o n i c i n t e r p r e t a t i o n o f g e o c h e m i s t r y 108 8 . C O N C L U S I O N S I l l REFERENCES 1 1 5 v i L I S T OF TABLES TABLE 1 P o t a s s i u m - A r g o n D a t e s 19 TABLE 2 V i s u a l l y E s t i m a t e d Modes Of P r i m a r y M i n e r o l o g y 51 TABLE 3 M a j o r And T r a c e E l e m e n t C h e m i s t r y 66 TABLE 4 P a r t i t i o n C o e f f i c i e n t s TABLE 5 S e l e c t e d Component C o n t e n t s F o r I n f e r r e d P a r e n t a l S p i u s - T y p e Magma .... 7^  v i i L I S T OF FIGURES FIGURE 1 (a) D i s t r i b u t i o n of S p e n c e s B r i d g e G r o u p r o c k s west of t h e F r a s e r F a u l t S ystem k (b) I n s e t map showing s t u d y a r e a , t h i s t h e s i s k FIGURE 2 G e o l o g i c a l map of s t u d y a r e a . . ( i n p o c k e t ) FIGURE 3 S c h e m a t i c s t r a t i g r a p h i c s e c t i o n o f Sp e n c e s B r i d g e Group r o c k s n e a r K i n g s v a l e , showing r e v i s e d ( t h i s t h e s i s ) n o m e n c l a t u r e and t h a t o f p r e v i o u s a u t h o r s 5 FIGURE 4 (a) C r o s s s e c t i o n A - A' - A" ( i n p o c k e t ) (b) C r o s s s e c t i o n B - B' - B" ( i n p o c k e t ) FIGURE 5 Key t o c h e m i c a l p l o t s 77 FIGURE 6 K20 v s . S i 0 2 c l a s s i f i c a t i o n d i a g r a m ... 78 FIGURE 7 K20+Na20 v s . S i 0 2 c l a s s i f i c a t i o n d i a g r a m 79 FIGURE 8 FeO*/MgO v s . S i 0 2 c l a s s i f i c a t i o n d i a g r a m 80 FIGURE 9 CaO v s . S i 0 2 d i a g r a m 81 FIGURE 10 FeO* v s . S i 0 2 d i a g r a m 82 FIGURE 11 MgO v s . S i 0 2 d i a g r a m 83 FIGURE 12 A1203 v s . S i 0 2 d i a g r a m 81+ FIGURE 13 T i 0 2 v s . S i 0 2 d i a g r a m .85 FIGURE 14 P205 v s . S i 0 2 d i a g r a m 86 FIGURE 15 Na20 v s . S i 0 2 d i a g r a m 87 FIGURE 16 C h o n d r i t e - n o r m a l i z e d s p i d e r d i a g r a m f o r l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p b a s a l t i c a n d e s i t e s 88 FIGURE 17 T i / 1 0 0 0 v s . Zr c l a s s i f i c a t i o n d i a g r a m 89 v i i i FIGURE 18 V v s . T i / 1 0 0 0 d i a g r a m 90 FIGURE 19 Mg# v s . N i d i a g r a m 91 FIGURE 20 Cr v s . Nb d i a g r a m 92 FIGURE 21 N i v s . MgO d i a g r a m 93 FIGURE 22 N i v s . Nb d i a g r a m 9I4 FIGURE 23 N i v s . Y d i a g r a m 95 FIGURE 24 N i v s . Zr d i a g r a m 96 FIGURE 25 Cr v s . Zr d i a g r a m . . . . 9 7 FIGURE 26 Nb v s . Zr d i a g r a m 98 FIGURE 27 T i 0 2 v s . P205 d i a g r a m 99 FIGURE 28 C h o n d r i t e - n o r m a l i z e d s p i d e r d i a g r a m f o r S p i u s F o r m a t i o n b a s a l t i c a n d e s i t e s ... 100 ix L I S T OF PLATES PLATE 1 F a n g l o m e r a t e c o m p r i s e d of m o s t l y basement ( u n i t 1) c l a s t s , 1 km west of G i l l i s Lake 1+5 PLATE 2 Columnar j o i n t s i n l o w e r S pences B r i d g e G roup a c i d a n d e s i t e near O t t e r C r e e k s o u t h e a s t of s t u d y a r e a 1+5 PLATE 3 W e s t e r n s l o p e o f S h o v e l n o s e M o u n t a i n ... 1+6 PLATE 4 F l o w b a n d i n g i n l o w e r Spences B r i d g e G roup mauve r h y o l i t e ' from S h o v e l n o s e M o u n t a i n 1+6 PLATE 5 M a s s i v e l a h a r o v e r l y i n g i n t e r b e d d e d c o a l and s a n d s t o n e , l o w e r S pences B r i d g e Group, 0.5 km s o u t h e a s t of K i n g s v a l e .. 1+7 PLATE 6 A n t i c l i n e i n l o w e r S pences B r i d g e Group c o a l and s a n d s t o n e beds, UTM 504300 ... 1+7 PLATE 7 S o u t h e r l y - d i r e c t e d t h r u s t f a u l t i n l o w e r S p e n c e s B r i d g e Group c o a l and s a n d s t o n e b e d s , UTM 504300 1+8 PLATE 8 Z e o l i t e amygdules i n S p i u s F o r m a t i o n a n d e s i t e near t h e c o n f l u e n c e o f P r o s p e c t and S p i u s c r e e k s 1+8 PLATE 9 I n t e r c a l a t e d S p i u s F o r m a t i o n a m y g d a l o i d a a n d e s i t e and c o a r s e p y r o c l a s t i c r o c k s 0.5 km west o f t h e c o n f l u e n c e o f P r o s p e c t and S p i u s c r e e k s 1+9 PLATE 10 Kamloops Group c o n g l o m e r a t e above t h e w e s t e r n bank of t h e C o l d w a t e r R i v e r 4 km n o r t h o f K i n g s v a l e 1+9 PLATE 11 I n t e r p e n e t r a t i o n - t w i n n e d b r o n z i t e i n l o w e r S p e n c e s B r i d g e Group b a s a l t i c a n d e s i t e 59 PLATE 12 E u h e d r a l a u g i t e t w i n n e d on (100) i n l o w e r S pences B r i d g e Group a c i d a n d e s i t e 59 X PLATE 13 P l a g i o c l a s e g l o m e r o c r y s t i n lo w e r S p e n c e s B r i d g e a c i d a n d e s i t e 60 PLATE 14 A u g i t e ( w i t h m i n o r h y p e r s t h e n e ) g l o m e r o c r y s t i n l o w e r Spences B r i d g e G roup a n d e s i t e 60 PLATE 15 P l a g i o c l a s e ( g r e y ) , a u g i t e ( b l u e ) and h y p e r s t h e n e (brown) g l o m e r o c r y s t i n lower S p e n c e s B r i d g e g r o u p a c i d a n d e s i t e 61 PLATE 16 D e e p l y embayed ( c o r r o d e d ) q u a r t z c r y s t a l i n h i g h - s i l i c a lower S p e n c e s B r i d g e Group r h y o l i t e 61 PLATE 17 Undeformed s h a r d s , h o r n b l e n d e and p l a g i o c l a s e i n nonwelded lower S p e n c e s B r i d g e Group a i r f a l l t u f f 62 PLATE 18 Pseudomorph of s e r p e n t i n e ( o r a n o t h e r m a f i c p h y l l o s i l i c a t e ) a f t e r o l i v i n e i n S p i u s F o r m a t i o n B a s a l t i c a n d e s i t e 62 PLATE 19 Embayed a u g i t e c r y s t a l , t w i n n e d on ( 1 0 0 ) , c o n t a i n i n g l a r g e m a g n e t i t e g r a i n i n b l u e s e c t o r , i n S p i u s F o r m a t i o n a n d e s i t e 63 PLATE 20 A n h e d r a l a u g i t e c o n t a i n i n g two m a g n e t i t e g r a i n s i n S p i u s F o r m a t i o n a n d e s i t e .... 63 PLATE 21 I n c l u s i o n - r i c h , p a r t l y decomposed p l a g i o c l a s e i n S p i u s F o r m a t i o n a n d e s i t e 6k PLATE 22 A n h e d r a l a u g i t e + p l a g i o c l a s e g l o m e r c r y s t i n S p i u s F o r m a t i o n a n d e s i t e 54 x i ACKNOWLEDGMENTS F i e l d w o r k a n d m a j o r e l e m e n t a n a l y s e s w e r e f u n d e d b y 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 . T r a c e e l e m e n t a n a l y s e s a n d K - A r d a t e s w e r e p r o v i d e d b y T h e 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 t h r o u g h 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 o f C a n a d a g r a n t 6 7 - 1 1 0 7 t o W . H . M a t h e w s . T h e w r i t e r i s g r a t e f u l t o W . H. M a t h e w s , G . E . R o u s e a n d R. L. A r m s t r o n g f o r t h e i r e n c o u r a g e m e n t a n d c o n s t r u c t i v e c r i t i c i s m , a n d e s p e c i a l l y t o J . W . H . M o n g e r f o r h i s c h a l l e n g i n g c o m m e n t s at a l l s t a g e s o f t h i s p r o j e c t . T h e w r i t e r a l s o t h a n k s N . M o r t i m e r f o r r e v i e w i n g a n e a r l i e r d r a f t , P . J . M i c h a e l a n d J . K. R u s s e l l f o r h e l p w i t h g e o c h e m i s t r y a n d p e t r o g r a p h y , J . A . O ' B r i e n a n d A . J. A r t h u r f o r e n l i g h t e n i n g d i s c u s s i o n s in t h e f i e l d , G . D. H o d g e f o r d r a f t i n g a n d S . L. M . T h o r k e l s o n f o r w o r d p r o c e s s i n g a n d p a t i e n c e . 1 1. INTRODUCTION C r e t a c e o u s v o l c a n i c r o c k s in s o u t h w e s t e r n B r i t i s h C o l u m b i a , e a s t o f t h e F r a s e r F a u l t S y s t e m , f o r m a 2 1 5 k m n o r t h - n o r t h w e s t t r e n d i n g b e l t e x t e n d i n g f r o m n e a r t h e s e t t l e m e n t o f P a v i l i o n t o a l m o s t l a t i t u d e 49 ° ( F i g u r e 1a) . P a r t o f t h e C r e t a c e o u s s u c c e s s i o n w a s n a m e d S p e n c e s B r i d g e G r o u p b y D r y s d a l e ( 1 9 1 4 ) f r o m a t y p e l o c a l i t y n e a r t h e t o w n o f S p e n c e s B r i d g e , at t h e c o n f l u e n c e o f t h e T h o m p s o n a n d N i c o l a r i v e r s ( F i g u r e 1a) . R i c e ( 1 9 4 7 ) n a m e d a s e c o n d , a p p a r e n t l y o v e r l y i n g s e q u e n c e o f C r e t a c e o u s r o c k s t h e K i n g s v a l e G r o u p , f r o m a t y p e l o c a l i t y a l o n g t h e C o l d w a t e r R i v e r ( F i g u r e s 1b , 2 ) n e a r t h e s e t t l e m e n t o f K i n g s v a l e . S u b s e q u e n t l y , b o t h t e r m s w e r e u s e d b y D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) a n d l a t e r a u t h o r s ( F i g u r e 3 ) . B e c a u s e m o s t s t u d i e s w e r e c o n c e n t r a t e d b e t w e e n t h e F r a s e r F a u l t S y s t e m a n d t h e t o w n o f M e r r i t t , e s p e c i a l l y a l o n g t h e T h o m p s o n a n d N i c o l a r i v e r v a l l e y s ( e g . D u f f e l l a n d M c T a g g a r t , 1 9 5 2 ; J o r g e n s e n , 1 9 7 3 ; D e v l i n , 1 9 8 1 ; M o n g e r , 1 9 8 1 , 1 9 8 2 ; M o n g e r a n d M c M i l l a n , 1 9 8 4 ) ( F i g u r e 1b ) , t h e p e t r o l o g y a n d f i e l d r e l a t i o n s o f r o c k s i n t h a t a r e a w e r e k n o w n in g r e a t e s t d e t a i l . C o n v e r s e l y , r o c k s in t h e t y p e a r e a o f t h e K i n g s v a l e G r o u p , d e s p i t e t h e u s e o f t h e t e r m b y o t h e r a u t h o r s , w e r e n o t s t u d i e d s i n c e t h e w o r k o f R i c e ( 1 9 4 7 ) . T h e p u r p o s e o f t h i s t h e s i s i s t o r e - e x a m i n e t h e s e C r e t a c e o u s v o l c a n i c r o c k s in t h e p o o r l y k n o w n t y p e a r e a o f t h e K i n g s v a l e G r o u p , b y s t u d y i n g v o l c a n i c f a c i e s , s t r a t i g r a p h y , d e p o s i t i o n a l r e l a t i o n s , a g e , s t r u c t u r e , 2 p e t r o g r a p h y a n d g e o c h e m i s t r y . C o r r e l a t i o n s b e t w e e n t h e v a r i o u s C r e t a c e o u s v o l c a n i c u n i t s a r e r e v i e w e d a n d n e w l i t h o s t r a t i g r a p h i c n o m e n c l a t u r e i s p r o p o s e d . A l l s a m p l e s u s e d f o r g e o c h e m i s t r y , g e o c h r o n o m e t r y a n d p a l y n o l o g y / p a l e o b o t a n y , p l u s m o s t o f t h o s e u s e d f o r p e t r o g r a p h y , w e r e t a k e n f r o m e x p o s u r e s in t h e v i c i n i t y o f K i n g s v a l e , h e r e i n c a l l e d t h e s t u d y a r e a . T h e s t u d y a r e a i s o u t l i n e d o n F i g u r e 1b a n d s h o w n in d e t a i l i n F i g u r e 2 . U T M g r i d c o o r d i n a t e s ( s i x - d i g i t n u m b e r s ) d e f i n e i t s b o u n d a r i e s a n d a r e u s e d t h r o u g h o u t t h i s t h e s i s f o r i m p o r t a n t l o c a t i o n s . A l l c o o r d i n a t e s f a l l w i t h i n g r i d z o n e 1 0 U F L a n d s h o u l d p r o p e r l y b e p r e f i x e d b y t h a t z o n e d e s i g n a t i o n . S y s t e m a t i c s o f s u c h c o o r d i n a t e s a r e g i v e n o n m o s t 1 : 5 0 , 0 0 0 s c a l e C a n a d i a n G o v e r n m e n t t o p o g r a p h i c m a p s , i n c l u d i n g 9 2 H / 1 4 , 9 2 H / 1 5 , 9 2 I / 2 , a n d 9 2 I / 3 o n w h i c h t h e s t u d y a r e a i s s i t u a t e d . V e h i c l e a c c e s s i s v i a t h e C o q u i h a l l a H i g h w a y , f r o m M e r r i t t o r t h e t o w n o f H o p e , t h e C o l d w a t e r R o a d f r o m M e r r i t t , a n d m a n y n a r r o w e r l o o s e s u r f a c e r o a d s . T h e n o r t h - f l o w i n g C o l d w a t e r R i v e r p a s s e s t h r o u g h K i n g s v a l e a n d a p p r o x i m a t e l y b i s e c t s t h e s t u d y a r e a . T h e o t h e r t h r e e m a j o r s t r e a m s a r e n o r t h - f l o w i n g S p i u s C r e e k a n d i t s t r i b u t a r i e s P r o s p e c t C r e e k a n d M a k a C r e e k w h i c h a r e l o c a t e d a l o n g t h e n o r t h 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 x c e p t f o r a f e w l a r g e p o n d s , t h e 1 o n l y b o d i e s o f s t i l l w a t e r a r e G i l l i s L a k e a n d F i g L a k e , n e a r K i n g s v a l e . T h e t w o m o u n t a i n s in t h e a r e a a r e S h o v e l n o s e M o u n t a i n ( e l e v a t i o n 1 7 0 0 m ) w h i c h l i e s s o u t h e a s t o f K i n g s v a l e , a n d a n u n n a m e d , e l o n g a t e m o u n t a i n ( 1 6 2 0 m ) n o r t h w e s t o f K i n g s v a l e h e r e i n 3 r e f e r r e d t o a s " G i l l i s R i d g e " ( F i g u r e 2). F o r e s t c o v e r , g e n e r a l l y m o d e r a t e , i s h e a v y o n s o m e n o r t h - f a c i n g s l o p e s . R o c k e x p o s u r e i s u s u a l l y f a i r , a n d o f t e n e x c e l l e n t at u p p e r e l e v a t i o n s . u p p e r A l b i a n rvvvv ;»»»v Reddish brown to green and black, amygdaloidal to dense andesitic flows; minor pyroclastic and epiclastic rocks. PREVIOUS NOMENCLATURE REVISED NOMENCLATURE • Amygdaloidal andesite unit of Thorkelson (198S). • Kingsvale Group of Monger (1985, 1982, 1981); Monger and McMillan (1984); Devlin (1981). • Upper Kingsvale Group of Duffell and McTaggart (1952). Spius v Formation _ Q. 3 O O u p p e r A l b i a n [.ja^ll Varicoloured andesitic to rhyolitic flows; welded and nonwelded ignim-brlte, tuff, lahar, conglomerate, sandstone, mudstone and coal. * Spences Bridge Group of Thorkelson (1985); Monger (1985, 1982. 1981); Monger and McMillan (1984); Devlin (1981). * Kingsvale Group (unit 10) of Preto (1979). * Spences Bridge Group and basal Kingsvale Group of Duffel and McTaggart (1952). * Spences Bridge Group and Kingsvale Group of Rice (1947). * Spences Bridge Group of Drysdale (1914). o •> • 2 CO lower m o u Spences Bridge c o a. Group J 0 5 Figure 1 (a) D i s t r i b u t i o n of S p e n c e s Br idge Group r o c k s w e s t of the Fraser Fault S y s t e m (after M o n g e r , 1985). (b) Inset map s h o w i n g s t u d y area , th is t h e s i s . 5 S p i u s F o r m a t i o n - y - J 3 0 0 0 amygdaloidel andesite a o o ID c n • g 'w CD c 0) a 05 to • 2 4 0 0 © ® <J9 (SB) 4> Km L i t h o l o g i e s : EH] Eg EZ3 S y m b o l s : <8> L E G E N D R e d d i s h t o y e l l o w i s h b r o w n , g r e e n a n d g r e y a m y g d a l o i d a l t o d e n s e a n d e s i t e l a v a . P u r p l i s h a n d b l u i s h g r e y , d e n s e p l a g i o c l a s e + p y r o x e n e a n d e s i t e p o r p h y r y l a v a . M a u v e , b l a c k a n d g r e y , d e n s e p l a g i o c l a s e ± q u a r t z r h y o l i t e p o r p h y r y l a v a . L i g h t t o d a r k g r e y , n o n w e l d e d a n d w e l d e d i g n i m b r i t e ; l a h a r . a i r f a l l t u f f , a g g l o m e r a t e , c o n g l o m e r a t e , s a n d s t o n e t o m u d s t o n e , a n d c o a l . C o n g l o m e r a t e a n d b r e c c i a ; m i n o r s a n d s t o n e a n d t u f f . M a j o r i t y o f c l a s t s f e l s i c t o i n t e r m e d i a t e g r a n i t o i d . F e l s i c t o i n t e r m e d i a t e g r a n i t o i d s , l o c a l l y m y l o n i t i c / a g m a t i t i c . N I C O L A G R O U P : v a r i a b l y m e t a m o r p h o s e d a n d d e f o r m e d v o l c a n i c s . K i n g s v a l e G r o u p (SB) S p e n c e s B r i d g e — G r o u p Km K a m l o o p s G r o u p Figure 3 S chema t i c s t ra t igraph ic s e c t i o n o f Spences Br idge Group r o ck s near K i ngsva l e , s how i ng r ev i s ed (this t he s i s ) nomenc la tu re and that o f p rev i ous authors . Co r re l a t i ons o f p rev i ous authors ' d e s c r i p t i o n s w i t h this s e c t i o n are based on geo l og i c a l mapp ing , s t ra t i g raphy , and pe t r o l ogy . "Monger *84" re fe r s to Monge r and M c M i l l a n (1984). 6 2. P R E V I O U S W O R K A N D R E V I S E D L I T H O S T R A T I G R A P H I C N O M E N C L A T U R E 2.1 P r e v i o u s w o r k C r e t a c e o u s v o l c a n i c r o c k s in t h i s r e g i o n w e r e f i r s t i n v e s t i g a t e d b y D a w s o n ( 1 8 7 9 , 1 8 9 5 , 1 8 9 6 ) w h o a s s i g n e d t h e m t o t h e M i o c e n e . D r y s d a l e ( 1 9 1 4 ) s t u d i e d t h e r o c k s in g r e a t e r d e t a i l a l o n g t h e T h o m p s o n a n d N i c o l a r i v e r s , a n d n a m e d t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p a f t e r a t y p e l o c a l i t y n e a r S p e n c e s B r i d g e . P l a n t f o s s i l s c o l l e c t e d b y D r y s d a l e f r o m t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p y i e l d e d a n a p p a r e n t J u r a - C r e t a c e o u s a g e ( K n o w l t o n in D r y s d a l e , 1 9 1 4 ; W i l s o n in D r y s d a l e , 1 9 1 4 ) . A n o v e r l y i n g s u c c e s s i o n o f a m y g d a l o i d a l a n d e s i t e , c a l l e d u p p e r K i n g s v a l e G r o u p b y D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) , a n d K i n g s v a l e G r o u p b y M o n g e r ( 1 9 8 2 , 1 9 8 5 ) , w a s c o r r e l a t e d b y D r y s d a l e w i t h t h e T e r t i a r y K a m l o o p s G r o u p . C o r r e l a t i o n o f n o m e n c l a t u r e f o r D r y s d a l e ( 1 9 1 4 ) a n d l a t e r a u t h o r s i s s h o w n in F i g u r e 3 . R i c e ( 1 9 4 7 ) s t u d i e d C r e t a c e o u s r o c k s s o u t h w e s t o f D r y s d a l e ' s ( 1 9 1 4 ) t y p e a r e a . In a d d i t i o n t o t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p , R i c e r e p o r t e d t h e e x i s t e n c e o f a s e c o n d , l a r g e l y c l a s t i c , c o m p o s i t e v o l c a n i c s e c t i o n o f r o c k s a p p a r e n t l y u n c o n f o r m a b l y o v e r l y i n g t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p . T h e p r e s e n c e o f c l a s t s o f S p e n c e s B r i d g e G r o u p l a v a w i t h i n t h a t s e c t i o n s u g g e s t e d t o R i c e t h a t t h e c l a s t i c r o c k s w e r e a y o u n g e r , d e p o s i t d e r i v e d in p a r t b y e r o s i o n o f t h e S p e n c e s B r i d g e . P l a n t f o s s i l s c o l l e c t e d f r o m t h e s e r o c k s n e a r K i n g s v a l e ( F i g u r e 1b ) w e r e e x a m i n e d b y W . A . B e l l w h o r e p o r t e d a n A l b i a n ( l a t e s t E a r l y C r e t a c e o u s ) a g e ( B e l l in R i c e , 1 9 4 7 ) . B e l l a l s o 7 r e - e x a m i n e d D r y s d a l e ' s ( 1 9 1 4 ) c o l l e c t i o n o f f o s s i l s , g i v i n g t h e m a n A p t i a n ( o n e s t a g e o l d e r ) a g e ( B e l l in R i c e , 1 9 4 7 ) . T h e s e a g e a s s i g n m e n t s c o n f i r m e d R i c e ' s f i e l d i n t e r p r e t a t i o n s a n d l e d R i c e t o s e p a r a t e t h e a p p a r e n t l y y o u n g e r a n d o v e r l y i n g r o c k s f r o m t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p , a n d t o n a m e t h e m K i n g s v a l e G r o u p ( R i c e , 1947 ) . T h e n a m e K i n g s v a l e G r o u p w a s s u b s e q u e n t l y u s e d b y s e v e r a l a u t h o r s t o d e s c r i b e a v a r i e t y o f r o c k s i n s o u t h w e s t e r n B r i t i s h C o l u m b i a . D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) u s e d t h e n a m e K i n g s v a l e G r o u p f o r a s u c c e s s i o n o f 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 w h i c h o v e r l i e f l o w s a n d i n t e r c a l a t e d c l a s t i c r o c k s o f t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p s o u t h a n d s o u t h w e s t o f S p e n c e s B r i d g e . T h e s e d i m e n t a r y r o c k s tha t f o r m t h e b a s a l p a r t o f t h e i r K i n g s v a l e G r o u p , c o m p r i s i n g w e l l b e d d e d s a n d s t o n e , s i l t s t o n e , m u d s t o n e , c o n g l o m e r a t e a n d t u f f , w h i c h r e p r e s e n t a d o m i n a n t l y f l u v i a l a n d l a c u s t r i n e e n v i r o n m e n t ( D e v l i n , 1 9 8 1 ) , w i l l b e r e f e r r e d t o a s t h e D o t b e d s , n a m e d ( i n f o r m a l l y ) f r o m t h e s e t t l e m e n t o f D o t n e a r w h i c h t h o s e b e d s a r e w e l l e x p o s e d ( F i g u r e 1b). P l a n t f o s s i l s f r o m t h e D o t b e d s w e r e d e t e r m i n e d b y B e l l t o b e o f A l b i a n a g e ( B e l l in D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) . T h e s i m i l a r i t i e s in f l o r a l t y p e s a n d a s s i g n e d a g e b e t w e e n t h e s e r o c k s a n d R i c e ' s K i n g s v a l e l o c a l i t y l e d D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) t o a p p l y t h e n a m e K i n g s v a l e G r o u p t o b o t h t h e D o t b e d s a n d t h e o v e r l y i n g v o l c a n i c s e q u e n c e . T h e s e u p p e r v o l c a n i c r o c k s , m o s t l y u n i f o r m r e d d i s h b r o w n a m y g d a l o i d a l f l o w s w e r e r e c o g n i z e d a s r e s t i n g c o n f o r m a b l y o n e i t h e r t h e D o t b e d s , o r w h e r e t h o s e b e d s a r e a b s e n t , d i r e c t l y o n t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p o r u n d e r l y i n g b a s e m e n t r o c k s . 8 M a x i m u m t h i c k n e s s e s w e r e e s t i m a t e d b y D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) t o b e a b o u t 3 0 0 m f o r t h e D o t b e d s a n d 1 3 0 0 m f o r t h e e n t i r e K i n g s v a l e G r o u p . F r o m w i t h i n t h e u n d e r l y i n g S p e n c e s B r i d g e G r o u p , D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) a l s o c o l l e c t e d f o s s i l l e a v e s f r o m t w o l o c a l i t i e s o n G o r d o n C r e e k , n o r t h o f D o t , a n d b e s i d e H i g h w a y 1 s o u t h o f t h e N i c o a m e n R i v e r , t o w h i c h B e l l a s s i g n e d a n A p t i a n a g e ( B e l l in D u f f e l l a n d M c T a g g a r t , 1 9 5 2 ) . J o r g e n s e n ( 1 9 7 3 ) s t u d i e d t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p a n d K i n g s v a l e G r o u p o f D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) n o r t h e a s t o f t h e N i c o l a R i v e r , b e t w e e n S p e n c e s B r i d g e a n d M e r r i t t . B a s e d o n s i m i l a r i t y in l i t h o l o g y a n d a t t i t u d e he c o n c l u d e d t h a t t h e D o t b e d s w e r e s i m p l y a c o n t i n u a t i o n o f t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p . P r e t o ( 1 9 7 9 ) , m a p p e d 2 u n i t s b e t w e e n P r i n c e t o n a n d M e r r i t t a s K i n g s v a l e G r o u p ( F i g u r e 1a) . I s o t o p i c a n a l y s e s o f f l o w s f r o m o n e o f t h o s e u n i t s (un i t 10) p r o v i d e d a R b - S r i s o c h r o n o f 112 ± 10 M a ( P r e t o , 1 9 7 9 ) . T h i s u n i t w a s i n t r u d e d b y g r a n i t o i d s y i e l d i n g K - A r b i o t i t e d a t e s o f 9 6 . 7 ± 2.1 M a a n d 9 6 . 8 ± 2.6 M a , a n d a K - A r h o r n b l e n d e d a t e o f 98 .2 ± 2.6 M a ( P r e t o , 1979 ) . T h e s e d a t e s s u g g e s t , a c c o r d i n g t o P a l m e r ' s ( 1 9 8 3 ) t i m e s c a l e , t h a t P r e t o ' s ( 1 9 7 9 ) u n i t 10 h a s a p r o b a b l e A p t i a n o r A l b i a n a g e . M o n g e r ( 1 9 8 1 ) f o l l o w e d J o r g e n s e n b y c o r r e l a t i n g t h e D o t b e d s w i t h t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p a n d s u g g e s t i n g t h a t t h e e n t i r e s e q u e n c e , i n c l u d i n g t h e u p p e r a m y g d a l o i d a l u n i t , s h o u l d b e c o n s i d e r e d a s i n g l e s t r a t i g r a p h i c p a c k a g e . H o w e v e r , s o u t h o f S p e n c e s B r i d g e n e a r S o a p L a k e , D e v l i n ( 1 9 8 1 ) d e s c r i b e d a n a n g u l a r u n c o n f o r m i t y s e p a r a t i n g t h e u p p e r K i n g s v a l e G r o u p o f 9 D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) f r o m t h e u n d e r l y i n g S p e n c e s B r i d g e G r o u p , a n d c o n s e q u e n t l y r e g a r d e d t h e a m y g d a l o i d a l a n d e s i t e s a s a s e p a r a t e u n i t . D e v l i n f o l l o w e d M o n g e r ' s ( 1 9 8 1 ) c o r r e l a t i o n o f t h e D o t b e d s w i t h t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p , t h e r e b y r e s t r i c t i n g h i s u s a g e o f K i n g s v a l e G r o u p t o t h e u p p e r l a v a s . H e n o t e d D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ' s ( 1 9 5 2 ) c o r r e l a t i o n o f t h e D o t b e d s w i t h R i c e ' s K i n g s v a l e G r o u p , a n d c o n c l u d e d t h a t R i c e ' s K i n g s v a l e G r o u p m u s t a l s o b e p a r t o f t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p . T h i s o b s e r v a t i o n t h r e w t h e v a l i d i t y o f R i c e ' s n o m e n c l a t u r e i n t o q u e s t i o n , a n d i s a m a j o r c o n c e r n o f t h i s t h e s i s . M o n g e r ( 1 9 8 2 , 1 9 8 5 ) a n d M o n g e r a n d M c M i l l a n ( 1 9 8 4 ) c o n c u r r e d w i t h D e v l i n ( 1 9 8 1 ) a n d r e s e r v e d t h e t e r m K i n g s v a l e G r o u p f o r t h e u p p e r s u c c e s s i o n o f a m y g d a l o i d a l l a v a . M o n g e r ( 1 9 8 5 ) a c c o m m o d a t e d h i s o b s e r v a t i o n s o f p o s t - S p e n c e s B r i d g e G r o u p p r e - K i n g s v a l e G r o u p f a u l t i n g w e s t o f t h e T h o m p s o n R i v e r , 10 k m n o r t h e a s t o f L y t t o n , a n d t h e a n g u l a r u n c o n f o r m i t y o f D e v l i n ( 1 9 8 1 ) w i t h r e c e n t d e s c r i p t i o n s b y t h e w r i t e r ( T h o r k e l s o n in M o n g e r , 1 9 8 5 ; T h o r k e l s o n , 1 9 8 5 ) o f c o n f o r m a b l e r e l a t i o n s b e t w e e n t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p a n d t h e a m y g d a l o i d a l v o l c a n i c u n i t n e a r K i n g s v a l e . M o n g e r ( 1 9 8 5 ) s u g g e s t e d C r e t a c e o u s u p l i f t o f t h e M o u n t L y t t o n P l u t o n i c C o m p l e x t o t h e w e s t w a s c o n t e m p o r a n e o u s w i t h v o l c a n i c d e p o s i t i o n , a n d c a u s e d l o c a l l y a n g u l a r r e l a t i o n s h i p s s u c h a s t h a t s e e n n e a r S p e n c e s B r i d g e . A n a d d i t i o n a l f o s s i l d a t e f r o m t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p w a s o b t a i n e d b y W . S . H o p k i n s , w h o s e e x a m i n a t i o n o f m i c r o f l o r a f r o m t h e 10 G o r d o n C r e e k m e g a f o s s i l l o c a l i t y o f D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) y i e l d e d a m i d - A l b i a n t o (?) C e n o m a n i a n a g e ( H o p k i n s in M o n g e r a n d M c M i l l a n ( 1 9 8 4 ) . C h u r c h e t a l . ( 1 9 7 9 ) r e p o r t e d a 9 1 . 6 ± 3 M a K - A r w h o l e r o c k d a t e ( u p p e r C e n o m a n i a n o f P a l m e r , 1 9 8 3 ) f r o m S p e n c e s B r i d g e G r o u p r o c k s 2 5 k m n o r t h w e s t o f S p e n c e s B r i d g e . M o n g e r a n d M c M i l l a n ( 1 9 8 4 ) o b t a i n e d a n 8 2 . 0 ± 3.2 M a w h o l e r o c k d a t e f r o m a d y k e c r o s s c u t t i n g f l o w s o f t h e u p p e r a m y g d a l o i d a l u n i t . D r o w n ( 1 9 7 3 ) , M a m u ( 1 9 7 4 ) a n d P e a r s o n ( 1 9 7 4 ) s h o w e d t h a t b o t h t h e S p e n c e s B r i d g e a n d K i n g s v a l e g r o u p s h a v e u n d e r g o n e z e o l i t e g r a d e m e t a m o r p h i s m . 2.2 T h e n e e d f o r r e v i s e d n o m e n c l a t u r e R e c e n t w o r k b y t h e w r i t e r h a s s h o w n t h a t r o c k s d e f i n e d a s K i n g s v a l e G r o u p b y R i c e ( 1 9 4 7 ) a r e i n s e p a r a b l e f r o m r o c k s o f t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p ( T h o r k e l s o n , 1 9 8 5 ) . A b o u t 5 k m s o u t h w e s t o f K i n g s v a l e , in t h e v i c i n i t y o f F i g L a k e , t y p i c a l S p e n c e s B r i d g e G r o u p a n d e s i t e a n d r h y o l i t e (as i d e n t i f i e d b y R i c e 1 9 4 7 ) s t r a t i g r a p h i c a l l y o v e r l i e t h e c l a s t i c r o c k s c o n t a i n i n g t h e f o s s i l s c o l l e c t e d b y R i c e at K i n g s v a l e . T h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p t h e r e f o r e h o s t s b o t h t h e s e f o s s i l s a n d t h o s e c o l l e c t e d b y D r y s d a l e ( 1 9 1 4 ) . F u r t h e r m o r e , R i c e ' s b e l i e f t h a t t h e K i n g s v a l e c l a s t i c r o c k s a r e c o m p o s e d o f e r o s i o n a l d e t r i t u s s h e d f r o m S p e n c e s B r i d g e G r o u p r o c k s a f t e r c e s s a t i o n o f S p e n c e s B r i d g e G r o u p v o l c a n i s m a p p e a r s t o h a v e b e e n b a s e d o n m i s i n t e r p r e t a t i o n o f v o l c a n i c f a c i e s . A l a r g e p r o p o r t i o n o f t h e c l a s t i c r o c k s 11 a r e d e p o s i t s o f n o n w e l d e d i g n i m b r i t e ( p y r o c l a s t i c f l o w s ) a n d l a h a r w h o s e d e p o s i t i o n w a s c o n t e m p o r a n e o u s w i t h a d j a c e n t e x t r u s i o n s o f r h y o l i t e a n d a n d e s i t e . A l s o p r e s e n t a r e w a t e r l a i n e p i c l a s t i c r o c k s , m o s t l y a r k o s i c s a n d s t o n e a n d w a c k e , w h i c h c o n s t i t u t e a c o m m o n f a c i e s o f c o m p o s i t e v o l c a n i c s e q u e n c e s . P y r o c l a s t i c a n d e p i c l a s t i c r o c k s a r e i n t e r c a l a t e d t h r o u g h o u t t h e v o l c a n i c p i l e , a n d n o t r e s t r i c t e d t o . t h e t o p o f t h e s e c t i o n , a s s u g g e s t e d b y R i c e ( 1 9 4 7 ) . T h e u p p e r K i n g s v a l e G r o u p v o l c a n i c p a c k a g e o f D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) , t h a t w a s c a l l e d t h e a m y g d a l o i d a l a n d e s i t e u n i t b y T h o r k e l s o n ( 1 9 8 5 ) , i s p o o r l y e x p o s e d in t h e a r e a s t u d i e d b y R i c e ( 1 9 4 7 ) . C o n s e q u e n t l y , R i c e n e i t h e r r e c o g n i z e d it a s a d i s t i n c t u n i t , n o r c l a s s i f i e d it c o n s i s t e n t l y . F o r i n s t a n c e , t h e a m y g d a l o i d a l a n d e s i t e u n i t e x p o s e d in t h e g r a b e n 1 k m w e s t o f K i n g s v a l e ( F i g u r e 2 ) w a s m a p p e d b y R i c e a s N e o g e n e p l a t e a u b a s a l t . T h e o t h e r t w o e x p o s u r e s in h i s m a p a r e a , 6 k m e a s t o f K i n g s v a l e a n d a t U T M 4 4 0 4 0 0 ( F i g u r e 2 ) w e r e b o t h m a p p e d a s K i n g s v a l e G r o u p a n d t h e r e f o r e i n c l u d e d in w h a t i s n o w r e c o g n i z e d a s p a r t o f t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p . T h e t w o u n i t s c a l l e d K i n g s v a l e G r o u p b y P r e t o ( 1 9 7 9 ) m a y a c t u a l l y b e t w o d i f f e r e n t u n i t s . P r e t o ' s u n i t 10 i s c e r t a i n l y p a r t o f t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p ( M o n g e r , 1 9 8 5 ; T h o r k e l s o n 1985 ) . H i s u n i t 1 1 , h o w e v e r , m a y b e l o n g t o t h e T r i a s s i c N i c o l a G r o u p ( J . W . H . M o n g e r , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 4 ) . T h e w o r k o f D e v l i n ( 1 9 8 1 ) a n d M o n g e r ( 1 9 8 2 , 1 9 8 5 ) i n d i c a t e s t h a t n e a r S p e n c e s B r i d g e d e p o s i t i o n o f t h e a m y g d a l o i d a l a n d e s i t e u n i t w a s 12 p r e c e e d e d b y a p e r i o d o f f a u l t i n g a n d f o l d i n g . S u c h r e l a t i o n s a r e l o c a l , h o w e v e r , a s e v i d e n c e d b y a g r a d a t i o n a l s t r a t i g r a p h i c c o n t a c t a b o u t 4 k m s o u t h e a s t o f t h e S p i u s C r e e k / P r o s p e c t C r e e k c o n f l u e n c e ( F i g u r e 2 ) , w h e r e t h e e a r l i e s t f l o w s o f t h e a m y g d a l o i d a l a n d e s i t e u n i t a r e i n t e r c a l a t e d w i t h f e l s i c S p e n c e s B r i d g e G r o u p p y r o c l a s t i c r o c k s ( T h o r k e l s o n in M o n g e r , 1 9 8 5 ) ( s e c t i o n 5 .2 .3) . T h e a b s e n c e o f a h i a t u s b e t w e e n t h e s e t w o u n i t s i s f u r t h e r i n d i c a t e d b y e x p o s u r e s r o u g h l y 5 k m e a s t o f K i n g s v a l e , w h e r e t h e l o w e s t f l o w o f t h e a m y g d a l o i d a l a n d e s i t e u n i t r e s t s c o n f o r m a b l y o n S p e n c e s B r i d g e G r o u p f e l s i c t u f f a n d s a n d s t o n e . T h i s , e v i d e n c e o f a g e e q u i v a l e n c e , c o r r o b o r a t e d b y r e c e n t a g e d e t e r m i n a t i o n s ( s e c t i o n 3 ) , i s a m a j o r c o n s i d e r a t i o n in t h e f o l l o w i n g s e c t i o n o n r e v i s i o n o f n o m e n c l a t u r e . P e t r o g r a p h i c a n d g e o c h e m i c a l e v i d e n c e f o r r e g a r d i n g t h e s e u n i t s a s p r o d u c t s o f a s i n g l e m i d - C r e t a c e o u s p u l s e o f m a g m a i s g i v e n in s e c t i o n s 6 a n d 7. 2.3 Recommendations for lithostratigraphic nomenclature. T h e a m y g d a l o i d a l a n d e s i t e u n i t i s a d i s t i n c t l i t h o s t r a t i g r a p h i c u n i t t h a t l a c k s a f o r m a l n a m e a n d t y p e s e c t i o n a s r e q u i r e d b y t h e N o r t h A m e r i c a n S t r a t i g r a p h i c C o d e ( N o r t h A m e r i c a n C o m m i s s i o n o n S t r a t i g r a p h i c N o m e n c l a t u r e , 1 9 8 3 ) . A l t h o u g h D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) c a l l e d t h i s u n i t u p p e r K i n g s v a l e G r o u p , a n d l a t e r a u t h o r s (e .g . M o n g e r , 1 9 8 2 ) c a l l e d it K i n g s v a l e G r o u p , t h e K i n g s v a l e n a m e s h o u l d n o t b e u s e d b e c a u s e , f i r s t l y , t h i s u n i t i s p o o r l y e x p o s e d n e a r K i n g s v a l e , a n d s e c o n d l y , t h e r o c k s R i c e ( 1 9 4 7 ) d e f i n e d a s K i n g s v a l e G r o u p a r e a c t u a l l y p a r t o f t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p , a n d n o t c o r r e l a t i v e w i t h t h e a m y g d a l o i d a l a n d e s i t e u n i t ( F i g u r e 3 ) . T o 13 end the present confusion it is herein proposed that the amygdaloidal andesite unit be named Spius Formation. The name Spius is from Spius Creek along which these rocks are well exposed. The type locality is defined as the area within 2 km of Spius Creek, between Prospect Creek and the Nicola River (Figure 1b). Locally conformable and gradational relations plus similarit ies in age, chemistry and some lithologies between Spius Formation and the Spences Bridge Group are convincing reasons to regard these units as a single volcanic package. The writer suggests revision of nomenclature such that the Spences Bridge Group is expanded to include Spius Formation as the upper part of that group. The composite section previously known as the Spences Bridge Group, and is hereby regarded as the lower Spences Bridge Group, remains undivided (Figures 1, 3) and continues to be represented by the type locality of Drysdale (1914). Addit ional work may result in subdivision and naming of rock units within this lower, l i thologically diverse package as formations of the Spences Bridge Group. 2,4 Correlations across the Fraser and Yalakom faults The abundance of lower Spences Bridge Group rocks immediately east of the Fraser Fault System suggests that correlative rocks are likely to be found across the fault system on the northerly displaced western side. Cretaceous volcanic rocks of rhyolitic to basaltic composi t ion yielding K - A r dates of 91 to 101 Ma were mapped in the vicinity of Gang Ranch, 14 B r i t i s h C o l u m b i a , a n d c o r r e l a t e d w i t h t h e S p e n c e s B r i d g e o r K i n g s v a l e g r o u p s ( M a t h e w s a n d R o u s e , 1984 ) . T h e a g e a n d p e t r o l o g y o f s u c h r o c k s s u g g e s t s t h a t t h e y a r e e q u i v a l e n t t o t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p (W. H . M a t h e w s , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 5 ) , a n d t h e i r p r e s e n t g e o g r a p h i c p o s i t i o n a g r e e s w i t h d e x t r a l o f f s e t a c r o s s t h e F r a s e r F a u l t S y s t e m b e t w e e n t h e e s t i m a t e s o f 7 0 k m a n d 110 k m b y M a t h e w s a n d R o u s e ( 1 9 8 4 ) a n d K l e i n s p e h n ( 1 9 8 5 ) , r e s p e c t i v e l y . S o m e m i d - C r e t a c e o u s s e d i m e n t a r y r o c k s b e t w e e n t h e F r a s e r a n d Y a l a k o m f a u l t s m a y a l s o b e c o r r e l a t i v e w i t h t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p but n o t S p i u s F o r m a t i o n w h i c h h a s a m o r e r e s t r i c t e d a r e a l d i s t r i b u t i o n a n d a n e a r a b s e n c e o f e p i c l a s t i c r o c k s . C r e t a c e o u s p a l e o g e o g r a p h i c r e c o n s t r u c t i o n s b y K l e i n s p e h n ( 1 9 8 5 ) i n d i c a t e t h a t m i d - C r e t a c e o u s r o c k s s o u t h w e s t o f t h e Y a l a k o m F a u l t w e r e p r e s e n t a b o u t 4 0 k m w e s t o f t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p . V o l c a n i c r o c k s in t h a t r e g i o n , c a l l e d K i n g s v a l e G r o u p b y T i p p e r ( 1 9 7 8 ) , w e r e a p p a r e n t l y s e p a r a t e d f r o m t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p b y t h e p a r t l y c o n t e m p o r a n e o u s ( M o n g e r , 1 9 8 1 ; K l e i n s p e h n , 1 9 8 5 ) J a c k a s s M o u n t a i n G r o u p , a n d p o s s i b l y b y r o c k s o f t h e M o u n t L y t t o n P l u t o n i c C o m p l e x . D u e t o t h e i r p a l e o g e o g r a p h i c s e p a r a t i o n a n d m a r k e d s t r a t i g r a p h i c d i s s i m i l a r i t y ( K l e i n s p e h n , 1 9 8 5 ) , t h e w r i t e r s u g g e s t s t h a t v o l c a n i c r o c k s a n d a s s o c i a t e d s e d i m e n t a r y f a c i e s s o u t h w e s t o f t h e Y a l a k o m F a u l t s h o u l d n o t b e c a l l e d S p e n c e s B r i d g e G r o u p . A s p r e v i o u s l y s t a t e d f o r r o c k s e a s t o f t h e F r a s e r F a u l t S y s t e m , t h e t e r m K i n g s v a l e G r o u p s h o u l d a l s o b e a b a n d o n e d f o r r o c k s w e s t o f t h a t f a u l t s y s t e m . 15 3. AGE OF THE SPENCES BRIDGE GROUP T h e a g e o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p i s d i s c u s s e d u s i n g t h e D e c a d e o f N o r t h A m e r i c a n G e o l o g y ( D N A G ) t i m e s c a l e ( P a l m e r , 1 9 8 3 ) , w h i c h g i v e s 113 a n d 9 7 . 5 M a a s t h e b o t t o m a n d t o p o f t h e A l b i a n s t a g e , r e s p e c t i v e l y . 3.1 Age of the lower Spences Bridge Group 3.1.1 Paleobotany of the lower Spences Bridge Group B e f o r e 1 9 7 6 , w h e n t h e f i r s t i s o t o p i c d a t e o n t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p w a s p u b l i s h e d ( C h u r c h , 1 9 7 5 ) , t h e a g e o f t h a t u n i t w a s b a s e d o n a f e w c o l l e c t i o n s o f f o s s i l l e a v e s . T h e f i r s t c o l l e c t i o n , . m a d e b y D r y s d a l e a n d d a t e d b y F. H . K n o w l t o n ( K n o w l t o n in D r y s d a l e , 1 9 1 4 ) , g a v e a n a p p a r e n t J u r a - C r e t a c e o u s a g e . T h a t c o l l e c t i o n , f r o m t h e P i m a i n u s H i l l s a b o u t 3 k m n o r t h e a s t o f t h e T h o m p s o n / N i c o l a r i v e r c o n f l u e n c e , w a s l a t e r r e - e x a m i n e d b y B e l l a l o n g w i t h t w o o t h e r s m a l l c o l l e c t i o n s , o n e f r o m G o r d o n C r e e k n o r t h o f D o t , t h e o t h e r f r o m n e a r t h e T h o m p s o n / N i c o a m e n r i v e r c o n f l u e n c e , m a d e b y S . D u f f e l l ( B e l l , 1 9 5 6 ; D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) . B e l l a s s i g n e d a l l t h r e e an A p t i a n a g e ( B e l l in D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) . H e a l s o i d e n t i f i e d a n d d a t e d f i v e o t h e r c o l l e c t i o n s , t h r e e o f w h i c h w e r e c o l l e c t e d b y R i c e ( 1 9 4 7 ) f r o m o u t c r o p s n e a r K i n g s v a l e a n d B r o o k m e r e . B o t h R i c e ' s c o l l e c t i o n s a n d t w o o t h e r s m a d e b y D u f f e l l f r o m t h e D o t b e d s a l o n g S h a k a n C r e e k , w e s t o f D o t , a n d r a i l w a y c u t s b e s i d e t h e N i c o l a R i v e r , 16 w e r e a s s i g n e d a n A l b i a n a g e ( B e l l in R i c e , 1 9 4 7 ; B e l l in D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) . L a r g e l y o n t h e b a s i s o f t h e s e a g e a s s i g n m e n t s , R i c e ( 1 9 4 7 ) a n d D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) c a l l e d t h e r o c k s h o s t i n g t h e a p p a r e n t l y y o u n g e r , A l b i a n f o s s i l s , K i n g s v a l e G r o u p , a n d r e g a r d e d t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p a s s t r i c t l y A p t i a n . A s d i s c u s s e d in s e c t i o n 2 . 3 , t h e s e c t i o n p r e v i o u s l y k n o w n a s t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p i s h e r e i n c a l l e d t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p , a n d t h e f o s s i l - b e a r i n g s t r a t a c a l l e d K i n g s v a l e G r o u p b y R i c e ( 1 9 4 7 ) a n d b a s a l K i n g s v a l e G r o u p b y D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) ( the D o t b e d s ) a r e n o w c o n s i d e r e d t o b e e q u i v a l e n t t o t h a t u n i t . C o n s e q u e n t l y , t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p h o s t s a l l o f t h e f o s s i l l o c a l i t i e s d i s c u s s e d a b o v e , a n d a c c o r d i n g t o B e l l ' s ( 1 9 5 6 ) d e t e r m i n a t i o n s , i s o f A p t i a n t o A l b i a n a g e . P a l e o b o t a n y c o n t i n u e s t o p r o v i d e e s t i m a t e s o f a g e f o r t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p . H o p k i n s ( 1 9 8 1 ) e x t r a c t e d a n d i d e n t i f i e d p a l y n o m o r p h s f r o m r o c k s a m p l e s he c o l l e c t e d f r o m t h e G o r d o n C r e e k f o s s i l l o c a l i t y o f D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) . H i s e s t i m a t e o f a g e , m i d - A l b i a n t o (?) C e n o m a n i a n c o n c u r s in p a r t w i t h t h e e a r l i e r a g e a s s i g n m e n t s o f B e l l ( 1 9 5 6 ) . H i s s u g g e s t i o n t h a t t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p c o u l d b e a s y o u n g a s C e n o m a n i a n w a s b a s e d o n w h a t he t e r m e d " the q u e s t i o n a b l e p r e s e n c e o f a n g i o s p e r m p o l l e n " . G . E. R o u s e r e - e x a m i n e d H o p k i n s ' s l i d e s in 1 9 8 6 , c o n f i r m i n g t h e p r e s e n c e o f e a r l y a n g i o s p e r m p o l l e n . B e c a u s e o f a n a b u n d a n c e o f t r i c o l p a t e p o l l e n b u t a b s e n c e o f t r i c o l p o r a t e p o l l e n , R o u s e 17 n a r r o w e d t h e a g e o f H o p k i n s ' s a m p l e s t o l a t e A l b i a n ( T h o r k e l s o n a n d R o u s e , in p r e p a r a t i o n ) . O n e c o l l e c t i o n o f p a l y n o m o r p h s a n d a n o t h e r o f f o s s i l l e a v e s m a d e b y t h e w r i t e r w e r e i d e n t i f i e d a n d d a t e d b y R o u s e ( T h o r k e l s o n a n d R o u s e , in p r e p a r a t i o n ) . T h e m e g a f l o r a w e r e c o l l e c t e d f r o m w i t h i n a n e w ( 1 9 8 5 ) C o q u i h a l l a H i g h w a y r o a d c u t t h r o u g h a s e c t i o n o f u n c e r t a i n b u t p r o b a b l y i n t e r m e d i a t e s t r a t i g r a p h i c p o s i t i o n , c o m p r i s i n g s a n d s t o n e , t u f f , l a h a r a n d c o a l , a b o u t 0 .5 k m s o u t h e a s t o f K i n g s v a l e ( U T M 5 0 4 3 0 0 ) . R o u s e g a v e t h i s a s s e m b l a g e , o f m o s t l y f e r n s but a l s o c o n i f e r s , p t e r i d o s p e r m s a n d e a r l y a n g i o s p e r m s , a l a t e A l b i a n a g e . P a l y n o m o r p h s , i n c l u d i n g t r i c o l p a t e p o l l e n p l u s a s i n g l e a n g i o s p e r m m e g a f o s s i l , r e c o v e r e d f r o m a t h i n ( 3 - 5 m ) s a n d s t o n e b e d in f e l s i c t u f f a b o u t 5 k m e a s t o f K i n g s v a l e ( U T M 5 4 8 2 9 3 ) , a l s o y i e l d e d a n u p p e r A l b i a n a g e . S i n c e t h e s t r a t a b e a r i n g t h e s e f o s s i l s a r e d i r e c t l y a n d c o n f o r m a b l y o v e r l a i n b y a m y g d a l o i d a l a n d e s i t e f l o w s o f S p i u s F o r m a t i o n , t h i s d a t e r e p r e s e n t s t h e a g e o f t h e y o u n g e s t l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p r o c k s in t h a t a r e a . 3.1.2 Isotopic dates from the lower Spences Bridge Group T w o i s o t o p i c d a t e s f r o m l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p r o c k s in t h e b e l t w e r e d e t e r m i n e d b y p r e v i o u s w o r k e r s . T h e f i r s t , a 9 1 . 6 ± 3 ( l a t e s t C e n o m a n i a n ) K - A r w h o l e r o c k d a t e ( C h u r c h , 1 9 7 5 ; C h u r c h et a l . , 1 9 7 9 ) w a s o b t a i n e d f r o m l a v a u n d e r l y i n g c o a l - b e a r i n g T e r t i a r y s t r a t a , a b o u t 2 4 k m n o r t h w e s t o f S p e n c e s B r i d g e , n e a r H a t C r e e k . T h e s e c o n d w a s a 112 ± 10 18 M a ( 2 a ) ( e a r l i e s t A l b i a n ) R b - S r d e t e r m i n a t i o n f r o m f l o w s a b o u t 2 0 k m n o r t h o f P r i n c e t o n ( P r e t o , 1 9 7 9 ) , w h i c h h a s s i n c e b e e n r e c a l c u l a t e d u s i n g t h r e e a d d i t i o n a l a n a l y s e s t o 104 ± 2 2 M a ( 2 a ) (R. L. A r m s t r o n g , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n , 1986 ) . F r o m t h e S u m m e r s C r e e k s t o c k s w h i c h i n t r u d e t h o s e f l o w s , P r e t o ( 1 9 7 9 ) d a t e d m i n e r a l s e p a r a t e s y i e l d i n g 1 h o r n b l e n d e (96 .8 ± 2.6 M a ) a n d 2 b i o t i t e (98.2 ± 2 . 6 ; 9 6 . 7 ± 2.1 M a ) a g e s . T h e s e l a t e s t A l b i a n t o e a r l i e s t C e n o m a n i a n d a t e s c o n s t i t u t e a m i n i m u m a g e f o r t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p in t ha t a r e a , a n d f i t w i t h a n A l b i a n a g e f o r t h e f l o w s . M a t h e w s a n d R o u s e ( 1 9 8 4 ) r e p o r t e d 1 K - A r h o r n b l e n d e (96 .7 + 3 .4 M a ) a n d 3 K - A r w h o l e r o c k (101 .0 ± 3 ; 9 7 . 4 ± 3 . 4 ; 90 .9 + 3.2 M a ) d a t e s f r o m l a v a s w e s t o f t h e F r a s e r F a u l t S y s t e m , n e a r t h e s e t t l e m e n t o f G a n g R a n c h , w h i c h t h e y c o r r e l a t e d w i t h S p e n c e s B r i d g e G r o u p r o c k s . T h e o l d e s t d a t e ( l a t e A l b i a n ) s h o u l d b e r e g a r d e d a s t h e m i n i m u m a g e o f t h o s e r o c k s d u e t o p r o b a b l e a n d v a r i a b l e A r l o s s . F i v e K - A r w h o l e r o c k d a t e s (58 .7 ± 2 . 3 ; 80 .0 ± 3 .0 ; 8 3 . 6 ± 3 . 0 ; 9 0 . 5 + 3 . 3 ; 9 4 . 4 ± 3 .4 M a ) w e r e o b t a i n e d b y t h e w r i t e r f o r l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p l a v a in t h e s t u d y a r e a ( T a b l e 1). T h i s l a r g e r a n g e in a g e ( m i d - C e n o m a n i a n t o l a t e P a l e o c e n e ) i s p r o b a b l y d u e t o v a r i a b l e A r l o s s , e s p e c i a l l y f r o m p o o r l y r e t e n t i v e m e s o s t a s i s , r e s u l t i n g f r o m z e o l i t e g r a d e m e t a m o r p h i s m ( e g . M a m u , 1 9 7 4 ; P . B . R e a d , s e c t i o n 6 .3 ) a n d d e v i t r i f i c a t i o n . C o n s e q u e n t l y , e v e n t h e o l d e s t d a t e i s c o n s i d e r e d t o b e y o u n g e r t h a t t h e a c t u a l a g e o f l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p r o c k s in t h e s t u d y a r e a . TABLE 1; Potassiurh-Argon Dates lower Spences Bridge Group Spius Formation Kamloops Group Sample tt 208B 226C 322B 327B 370C 1521 284B 376B 42 IB Material dated Whole rock Whole rock Whole rock Whole rock Whole rock Whole rock Whole rock Whole rock Whole rock Latitude N. 49" 51' 38" 49' 52" 25' 49' 58' 32' 49' 57' 54' 49' 57' 26" 50' 00' 53' 49' 54' 27' 49' 59' 12' 49' 57' 18' Longitude W. 120' 51' 09' 120' 51 04* 121' 01' 17' 121' 02' 43* 120' 59' 42' 121' 03' 23" 120' 55' 25- 121' 02' 34' 120' 55' 23' UTM coordinates 544252 544266 419376 402364 438356 392418 491302 403387 490355 K (wt. %) 1.18 1.78 0.713 1.14 0.640 1.21 0.540 0.352 2.02 Radiogenic "Ar (x 10 ' cm'/g) 2.735 5.656 2.687 4.113 2.127 4.426 2.016 1.108 3.918 Percentage of total "Ar 40.5 60.4 89.6 78.4 62.8 87.1 59.9 40.0 68.7 Age (Ma) 58.7 ±2.3 80.0 ±3.0 94.4 ±3.4 90.5 ±3.3 83.6 ±3.0 9 1.7 ±3.3 93.6 ±3.4 79.2 ±3.1 49.2 ± 1.8 NOTES; Analyses by K. Scott (K) and J. Harakal (Ar), Department of Geological Sciences, University of British Columbia. K was determined in duplicate by atomic absorption using a Techtron AA4 spectrophotometer and Ar by isotope dilution using an AEI MS-10 mass spectrometer and high-purity "Ar spike. Errors reported are for one standard deviation. The constants used were: K e =0.581 x 1 0 " year1, K=4.962 x 10 " year1, and "K/K =0.01167 at%. 2 0 3.1.3 interpretation of age deter mi nations B e l l ( 1 9 5 6 ) a s s i g n e d A l b i a n o r A p t i a n a g e s t o h i s L o w e r C r e t a c e o u s c o l l e c t i o n s a p p a r e n t l y o n t h e b a s i s o f a n g i o s p e r m p r e s e n c e o r a b s e n c e r e s p e c t i v e l y . T h a t p r a c t i c e i s g e n e r a l l y v a l i d f o r l a r g e a s s e m b l a g e s , b u t i s l i k e l y t o b e f a u l t y w h e n a p p l i e d t o s m a l l , a n d t h e r e f o r e p r o b a b l y i n c o m p l e t e c o l l e c t i o n s , s u c h a s t h o s e m a d e b y D r y s d a l e ( 1 9 1 4 ) a n d D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) ( G . E . R o u s e , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n 1 9 8 5 ) . A l t h o u g h B e l l f o u n d n o a n g i o s p e r m s in t h o s e c o l l e c t i o n s a n d c o r r e s p o n d i n g l y a p p l i e d a n A p t i a n a g e , t h e a p p a r e n t a b s e n c e o f a n g i o s p e r m s m a y h a v e b e e n t h e r e s u l t o f a l o c a l l y f e r n - a n d c o n i f e r - d o m i n a t e d p a l e o e c o l o g y o r i n s u f f i c i e n t s a m p l i n g . R e c e n t s t u d i e s o f m i c r o f l o r a b y R o u s e ( T h o r k e l s o n a n d R o u s e , in p r e p a r a t i o n ) s h o w t h a t e a r l y a n g i o s p e r m s w e r e , in f a c t , p r e s e n t in D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ' s ( 1 9 5 2 ) G o r d o n C r e e k l o c a l i t y , a n d t h a t t h e a g e o f t h o s e r o c k s i s l a t e A l b i a n . T h a t f i n d i n g t h r o w s i n t o q u e s t i o n B e l l ' s o t h e r A p t i a n c a l l s , o n D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ' s ( 1 9 5 2 ) N i c o a m e n R i v e r a n d D r y s d a l e ' s ( 1 9 1 4 ) P i m a i n u s H i l l s c o l l e c t i o n s , a n d s u g g e s t s t h a t t h e y m a y a l s o b e o f l a t e A l b i a n a g e . T h i s p o s s i b i l i t y i s s u p p o r t e d b y t h e A l b i a n a g e c h o s e n b y B e l l f o r f i v e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p s i t e s in b o t h R i c e ' s ( 1 9 4 7 ) a n d D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) f i e l d a r e a s , p r e v i o u s l y d i s c u s s e d . R e c e n t w o r k b y R o u s e o n ( a n g i o s p e r m - b e a r i n g ) s a m p l e s y i e l d i n g l a t e A l b i a n a g e s , c o l l e c t e d b y t h e w r i t e r f r o m t h e s t u d y a r e a , a g r e e s w i t h h i s f i n d i n g s f o r t h e G o r d o n C r e e k r o c k s . 21 A l a t e A l b i a n a g e i s s u p p o r t e d b y P r e t o ' s ( 1 9 7 9 ) l a t e s t A l b i a n t o e a r l i e s t C e n o m a n i a n K - A r a g e s o f g r a n i t o i d s w h i c h i n t r u d e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p r o c k s n o r t h o f P r i n c e t o n , h i s ( 1 9 7 9 ) A l b i a n R b - S r i s o c h r o n , a n d b y M a t h e w s a n d R o u s e ' s ( 1 9 8 4 ) l a t e A l b i a n K - A r d a t e s f r o m c o r r e l a t i v e s o f l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p r o c k s w e s t o f t h e F r a s e r F a u l t S y s t e m , a n d i s t h e r e f o r e r e g a r d e d a s t h e b e s t e s t i m a t e o f a g e . O t h e r K - A r d e t e r m i n a t i o n s b y M a t h e w s a n d R o u s e ( 1 9 8 4 ) , C h u r c h ( 1 9 7 5 ) a n d t h e w r i t e r ( t h i s t h e s i s ) y i e l d i n g C e n o m a n i a n a n d y o u n g e r a g e s a r e n o t s u p p o r t e d b y f o s s i l e v i d e n c e a n d a r e t h o u g h t t o b e t o o y o u n g . 3.2 Isotopic ages and paleobotany of Spius Formation. U n t i l r e c e n t l y , n o d i r e c t a g e d e t e r m i n a t i o n o f S p i u s F o r m a t i o n h a d b e e n m a d e . D a w s o n ( 1 8 9 6 ) t h o u g h t t h e u n i t w a s M i o c e n e in a g e , a n d D r y s d a l e ( 1 9 1 4 ) c o r r e l a t e d i t w i t h t h e E o c e n e K a m l o o p s G r o u p . T h e u n i t w a s r e g a r d e d a s A l b i a n b y D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) w h o i n c l u d e d it i n t h e K i n g s v a l e G r o u p o n t h e b a s i s o f a p p a r e n t c o n f o r m i t y w i t h t h e u n d e r l y i n g D o t b e d s . M o n g e r a n d M c M i l l a n ( 1 9 8 4 ) c h o s e a L a t e C r e t a c e o u s a g e f o r S p i u s F o r m a t i o n , , b a s e d p a r t l y o n t h e i r 8 2 . 0 ± 3.2 M a K - A r w h o l e r o c k d a t e f r o m a d y k e c u t t i n g S p i u s F o r m a t i o n , t h o u g h t t o b e a f e e d e r t o t h a t u n i t ( J . W . H . M o n g e r , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 4 ) . O t h e r f a c t o r s w h i c h s u g g e s t e d a L a t e C r e t a c e o u s a g e w e r e t h e a n g u l a r u n c o n f o r m i t y s o u t h o f S p e n c e s B r i d g e w h i c h s e p a r a t e s S p i u s F o r m a t i o n f r o m t h e l a t e E a r l y C r e t a c e o u s l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p ( D e v l i n , 1 9 8 1 ) , a n d t h e S q u i a n n y C r e e k s e d i m e n t s h o s t i n g L a t e C r e t a c e o u s f o s s i l f r u i t ( R o u s e ' / ' / ? D e v l i n , 1 9 8 1 ) 2 2 w h i c h o v e r l i e S p i u s F o r m a t i o n ( D e v l i n , 1981 ) . A C e n o m a n i a n o r e a r l i e r a g e i s f u r t h e r s u p p o r t e d b y t w o K - A r w h o l e r o c k d a t e s o b t a i n e d b y t h e w r i t e r f r o m S p i u s F o r m a t i o n l a v a ; a 9 1 . 7 ± 3.3 M a d a t e f r o m a f l o w l o w in t h e s e c t i o n , a b o u t 1 k m n o r t h e a s t o f t h e S p i u s C r e e k / P r o s p e c t C r e e k c o n f l u e n c e , a n d a 93 .6 ± 3.4 M a a g e f r o m r o c k s o f u n k n o w n s t r a t i g r a p h i c p o s i t i o n 0.5 k m w e s t o f K i n g s v a l e i n t h e F i g F a u l t Z o n e . A t h i r d K - A r w h o l e r o c k d a t e o f 79 .2 ± 3.1 M a ( C a m p a n i a n ) , f r o m p r o b a b l y t h e l o w e s t S p i u s F o r m a t i o n f l o w , a b o u t 3 k m s o u t h e a s t o f t h e S p i u s C r e e k / P r o s p e c t C r e e k c o n f l u e n c e , i s r e j e c t e d b e c a u s e t h e o t h e r , s t r a t i g r a p h i c a l l y h i g h e r d a t e s a r e o l d e r . A n u p p e r A l b i a n a g e f o r S p i u s F o r m a t i o n i s i n d i c a t e d b y p a l y n o m o r p h s , i n c l u d i n g t r i c o l p a t e a n d w e a k l y p o r a t e t r i c o l p o r a t e p o l l e n , r e c o v e r e d f r o m d a r k s i l t s t o n e f r o m a n u n k n o w n s t r a t i g r a p h i c p o s i t i o n w i t h i n S p i u s F o r m a t i o n in t h e F i g F a u l t Z o n e ( F i g u r e 2 ) , a n d i d e n t i f i e d b y R o u s e ( T h o r k e l s o n a n d R o u s e , in p r e p a r a t i o n ) . T h i s f o s s i l a g e d e t e r m i n a t i o n e q u a l s t h a t m a d e b y R o u s e f o r s a m p l e s f r o m t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p , s u p p o r t i n g s t r a t i g r a p h i c ( s e c t i o n 5 .3 .2) , p e t r o g r a p h i c ( s e c t i o n 6 .3) , a n d g e o c h e m i c a l ( s e c t i o n 7 .3) f i n d i n g s w h i c h s u g g e s t t h a t S p i u s F o r m a t i o n i s , i n p a r t , c o e v a l w i t h t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p . 2 3 4. STRUCTURE 4.1 Regional structure of the Spences Bridge Group C r e t a c e o u s a n d T e r t i a r y d e f o r m a t i o n a l e v e n t s a f f e c t i n g t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p w e r e d e s c r i b e d b y M o n g e r ( 1 9 8 5 ) . He e n v i s a g e d 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 o n a l o r t r a n s p r e s s i o n a l s t r e s s r e g i m e in m i d - C r e t a c e o u s t i m e r e s u l t i n g in f a u l t i n g , a n d d o w n f o l d i n g o f t h e s t r a t a i n t o t h e N i c o a m e n S y n c l i n 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 . T h i s w a s f o l l o w e d in t h e L a t e C r e t a c e o u s t o e a r l y T e r t i a r y b y t r a n s t e n s i o n a l s t r i k e s l i p a n d a s s o c i a t e d n o r m a l , f a u l t i n g g i v i n g r i s e t o d e x t r a l o f f s e t a n d r e l a t e d m i n o r t h r u s t i n g o n t h e Y a l a k o m , H u n g r y V a l l e y a n d F r a s e r f a u l t s . S u c h f a u l t i n g d i s p l a c e d t h e n o r t h e r n p a r t s o f t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p f a r t h e r t o t h e n o r t h ( s e c t i o n 2 .4 ) . T h e p r e c i s e a m o u n t s o f o f f s e t a n d t h e r e l a t i o n s b e t w e e n f a u l t s i s s t i l l i n q u e s t i o n a s i n d i c a t e d b y d i f f e r e n c e s in d e t a i l s b e t w e e n M o n g e r ' s ( 1 9 8 5 ) i n t e r p r e t a t i o n a n d t h o s e g i v e n b y s u c h a u t h o r s a s D a v i s e t a l . ( 1 9 7 8 ) , M a t h e w s a n d R o u s e ( 1 9 8 4 ) a n d K l e i n s p e h n ( 1 9 8 5 ) . S p e n c e s B r i d g e G r o u p r o c k s e a s t o f t h e F r a s e r F a u l t S y s t e m w e r e g r e a t l y a f f e c t e d b y t r a n s t e n s i o n a l t e c t o n i c s , a n d s u b s e q u e n t h o r s t a n d g r a b e n f o r m a t i o n . S t r e s s o r i e n t a t i o n a n d d e t a i l s o f t h i s l a r g e l y E o c e n e d e f o r m a t i o n a r e g i v e n in E w i n g ( 1 9 8 1 a ) , M c M e c h a n ( 1 9 8 3 ) a n d M o n g e r ( 1 9 8 5 ) . F o l d i n g o f t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p i n t o t h e N i c o a m e n S y n c l i n e , a s d e s c r i b e d b y M o n g e r ( 1 9 8 5 ) i s s u p p o r t e d b y e a r l i e r w o r k s d e s c r i b i n g f o l d i n g a n d s y n c l i n o r i u m d e v e l o p m e n t ( D r y s d a l e , 1 9 1 4 ; D u f f e l l a n d M c T a g g a r t , 1 9 5 2 ; 24 J o r g e n s e n , 1 9 7 3 ) , b u t t h e t i m e o f s u c h d e f o r m a t i o n w a s n o t k n o w n u n t i l f i e l d w o r k b y D e v l i n ( 1 9 8 1 ) a n d t h e w r i t e r ( T h o r k e l s o n , 1 9 8 5 ) . S o u t h o f S p e n c e s B r i d g e n e a r S o a p L a k e , D e v l i n d i s c o v e r e d a n a n g u l a r u n c o n f o r m i t y b e l o w w h i c h l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p r o c k s a r e f a u l t e d a n d t i l t e d , a n d a b o v e w h i c h l o w e r S p e n c e s B r i d g e f l o w s a r e r e l a t i v e l y f l a t l y i n g . T h e w r i t e r r e c o r d e d s t r a t i g r a p h i c r e l a t i o n s in h i s s t u d y a r e a ( s e c t i o n 5 .3 .2 ) c o n f l i c t i n g w i t h t h o s e o f D e v l i n ( 1 9 8 1 ) a n d i n d i c a t i n g t h a t t h e r e t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p a n d S p i u s F o r m a t i o n s h a r e a g r a d a t i o n a l c o n t a c t a n d a r e , i n p a r t , c o e v a l . M o n g e r ( 1 9 8 5 ) n o t e d t h e s e d i f f e r e n c e s a n d a c c o m m o d a t e d b o t h o b s e r v a t i o n s b y s u g g e s t i n g t h a t s y n c l i n a l d e v e l o p m e n t w a s c o n c u r r e n t w i t h e r u p t i o n o f S p e n c e s B r i d g e G r o u p v o l c a n i c s , a n d i n d i c a t e d t h e N i c o a m e n S y n c l i n e e x t e n d i n g f r o m t h e F r a s e r F a u l t S y s t e m t o P r i n c e t o n ( F i g u r e 1a) . H i s i n t e r p r e t a t i o n c o n f l i c t s w i t h t h i s w o r k w h i c h c o n c l u d e s t h a t p r e s e n t b e d d i n g a t t i t u d e s a n d o u t c r o p p a t t e r n s o f t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p in t h e s t u d y a r e a a re l a r g e l y c o n t r o l l e d b y T e r t i a r y n o r m a l f a u l t i n g , a n d d o n o t i n d i c a t e s i m p l e s y n c l i n a l g e o m e t r y . A l a c k o f s i m p l e s y n c l i n a l f o r m i s a l s o e v i d e n t f r o m b e d d i n g a t t i t u d e s b e t w e e n t h e T h o m p s o n R i v e r a n d t h e F r a s e r F a u l t S y s t e m ( M o n g e r a n d M c M i l l a n , 1 9 8 4 ) , a n d n o r t h o f P r i n c e t o n , a d j a c e n t t o H i g h w a y 5 ( P r e t o , 1 9 7 9 ) . A l t h o u g h t h e r e i s a g e n e r a l c o n s e n s u s o f c o m p l e x f o l d i n g o f r o c k s in t h e N i c o l a R i v e r v a l l e y a n d s u r r o u n d i n g m o u n t a i n s , t h e n o r t h - n o r t h w e s t t r e n d o f f o l d a x e s a s s u g g e s t e d b y D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) a n d M o n g e r ( 1 9 8 5 ) c o n f l i c t s w i t h t h e f i n d i n g s o f J o r g e n s e n ( 1 9 7 3 ) , w h o m a p p e d s y n c l i n a l a n d a n t i c l i n a l f o l d s in S p e n c e s B r i d g e G r o u p s t r a t a n o r t h e a s t o f t h e N i c o l a R i v e r , w i t h a x e s 2 5 t r e n d i n g n o r t h - n o r t h e a s t . N e v e r t h e l e s s , t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p i s e x p o s e d in a l i n e a r b e l t , f l a n k e d a l m o s t e x c l u s i v e l y b y t h e T r i a s s i c N i c o l a G r o u p , t h e P e n n s y l v a n i a n t o T r i a s s i c C a c h e C r e e k G r o u p a n d M e s o z o i c g r a n i t o i d s ( M o n g e r , 1 9 8 5 ) . T h i s p e r s i s t e n t a n d s t r i k i n g d i s t r i b u t i o n o f o l d e r a n d l o w e r - l e v e l r o c k u n i t s b o u n d i n g t h e C r e t a c e o u s v o l c a n i c s e q u e n c e , c o m b i n e d w i t h t h e i r r e g u l a r b e d d i n g a t t i t u d e s o f t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p l e a d s t h e w r i t e r t o p r e f e r t h e t e r m " e l o n g a t e s t r u c t u r a l d e p r e s s i o n " r e c o m m e n d e d b y W . H . M a t h e w s ( p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 5 ) o v e r " s y n c l i n e " u s e d b y M o n g e r . T h e n a m e N i c o a m e n S t r u c t u r a l D e p r e s s i o n i s t h e r e f o r e u s e d in t h i s t h e s i s . 4.2 S t r u c t u r e in t h e s t u d y a r e a 4.2.1 Faulting D e f o r m a t i o n o f t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p in t h e s t u d y a r e a i s m o s t l y t h e p r o d u c t o f t r a n s t e n s i o n a l f a u l t i n g . C o n s e q u e n t l y , b o t h d i s t r i b u t i o n o f r o c k u n i t s a n d o r i e n t a t i o n o f b e d d i n g a t t i t u d e s a r e l a r g e l y c o n t r o l l e d b y t h e a m o u n t o f r e l a t i v e o f f s e t b e t w e e n b l o c k s , p l u s t h e d i r e c t i o n a n d a n g l e o f t i l t o f t h o s e b l o c k s ( F i g u r e 2 ) . T h e f a u l t s w i t h g r e a t e s t o f f s e t a re t h o s e w i t h i n a c o m p l e x , n o r t h - t r e n d i n g g r a b e n w h i c h r o u g h l y b i s e c t s t h e s t u d y a r e a . T h a t g r a b e n w i l l b e r e f e r r e d t o a s t h e F i g F a u l t Z o n e , n a m e d f r o m F i g L a k e w h i c h i s l o c a t e d w i t h i n t h e s o u t h e r n p a r t o f t h a t z o n e ( F i g u r e 2) . E x p o s e d in t h e F i g F a u l t Z o n e a r e d o w n t h r o w n b l o c k s o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p , S p i u s F o r m a t i o n , a n d h o r n b l e n d e - n e e d l e d a c i t e a n d 2 6 c o n g l o m e r a t e o f t h e E o c e n e K a m l o o p s G r o u p ( F i g u r e 4 b ) ( s e e E w i n g , 1 9 8 1 a , 1 9 8 1 b f o r d e t a i l e d d i s c u s s i o n o f t h e K a m l o o p s G r o u p ) . D y k e s o n M o u n t T h y n n e , a f e w k m s o u t h o f B r o o k m e r e , c o r r e l a t e d o n p e t r o l o g i c g r o u n d s w i t h t h e K a m l o o p s G r o u p t r e n d n e a r l y p a r a l l e l t o t h e F i g F a u l t Z o n e . S u c h p a r a l l e l i s m s u g g e s t s t h a t t h e F i g F a u l t Z o n e w a s f o r m e d i n E o c e n e t i m e . M o n g e r a n d M c M i l l a n ( 1 9 8 4 ) m a p p e d E o c e n e h o r n b l e n d e - p h y r i c l a v a f l o w s a b o v e S p i u s F o r m a t i o n o n t h e N i c o a m e n P l a t e a u , 10 k m n o r t h w e s t o f t h e S p i u s C r e e k / P r o s p e c t C r e e k c o n f l u e n c e , n e a r l y i d e n t i c a l in l i t h o l o g y t o t h e K a m l o o p s G r o u p l a v a in t h e F i g F a u l t Z o n e . B e c a u s e t h a t l a v a in t h e F i g F a u l t Z o n e i s n o w j u x t a p o s e d a g a i n s t g r a n i t o i d s w h i c h f o r m , in p a r t , t h e b a s e m e n t t o t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p ( s e c t i o n 4 .2 ) , m i n i m u m v e r t i c a l o f f s e t i s e s t i m a t e d at 3 0 0 0 m , t h e m i n i m u m t o t a l t h i c k n e s s o f S p e n c e s B r i d g e G r o u p s t r a t a in t h e s t u d y a r e a ( F i g u r e 3) . B e c a u s e s u c h o f f s e t , t h e l a r g e s t in t h e s t u d y a r e a , o c c u r s a c r o s s n o r t h t r e n d i n g f a u l t s , it i s c o n c l u d e d t h a t t h e o r i e n t a t i o n o f m a x i m u m c r u s t a l e x t e n s i o n in t h e s t u d y a r e a d u r i n g E o c e n e t i m e w a s e a s t - w e s t . T h e r e a r e s e v e r a l o t h e r i m p o r t a n t f a u l t s i n t h e s t u d y a r e a . T h e y w e r e p r o b a b l y a l s o a c t i v e i n t h e E o c e n e b u t m a y h a v e b e e n , l i k e t h e F i g F a u l t Z o n e , a c t i v e a s e a r l y a s t h e m i d - C r e t a c e o u s . M o t i o n o n t h e M c l n n e s F a u l t , i n t h e n o r t h e r n r e g i o n , h a s d o w n d r o p p e d S p i u s F o r m a t i o n r o c k s r e l a t i v e t o t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p . A l o n g a b e n d in t h a t f a u l t , a s l i v e r o f K a m l o o p s G r o u p l a v a h a s b e e n d o w n f a u l t e d r e l a t i v e t o b o t h S p e n c e s B r i d g e G r o u p u n i t s . T h e s o u t h e n d o f t h e M c l n n e s F a u l t m e e t s t h e M i d d a y F a u l t w h i c h s e r v e s a s a m a s t e r f o r a n a r r a y o f f a u l t s t o t h e s o u t h . W h e r e a s e a r l i e r a n a l y s i s o f t h e 2 7 F i g F a u l t Z o n e e l u c i d a t e d t h e e f f e c t o f f a u l t i n g o n r o c k u n i t d i s t r i b u t i o n , d i s c u s s i o n o f f a u l t b l o c k s A s o u t h o f t h e M i d d a y F a u l t w i l l s e r v e t o s u p p o r t t h e w r i t e r ' s c o n t e n t i o n t h a t b e d d i n g a t t i t u d e s a r e l a r g e l y f a u l t c o n t r o l l e d . In t h e f a u l t b l o c k in t h e n o r t h w e s t c o r n e r o f t h e s t u d y a r e a , in w h i c h t h e S p i u s C r e e k / P r o s p e c t C r e e k c o n f l u e n c e i s l o c a t e d , b e d d i n g d i p s m o d e r a t e l y t o t h e n o r t h - n o r t h w e s t . A l t h o u g h n o t c o n f i r m e d b y b e d d i n g m e a s u r e m e n t s , t h e r o c k u n i t d i s t r i b u t i o n in t h e b l o c k i m m e d i a t e l y t o t h e e a s t s u g g e s t s t h a t b e d d i n g s t r i k e s n o r t h w e s t a n d d i p s m o d e r a t e l y t o t h e n o r t h e a s t . T h i s o r i e n t a t i o n i s s h a r e d , a s i n d i c a t e d b y m e a s u r e m e n t s , w i t h t h e n e x t f a u l t b l o c k ( U T M 4 2 0 4 0 0 ) t o t h e e a s t . E x p o s e d in t h e s m a l l , t r i a n g u l a r s h a p e d b l o c k s t i l l f u r t h e r e a s t ( U T M 4 4 0 4 0 0 ) a r e f l o w s o f S p i u s F o r m a t i o n w h i c h d i p t o t h e s o u t h e a s t . T h e c o n s i s t e n c y o f b e d d i n g o r i e n t a t i o n s w i t h i n e a c h o f t h e s e f o u r f a u l t b l o c k s , a n d t h e a b r u p t c h a n g e s in a t t i t u d e a c r o s s t h e i r b o u n d i n g f a u l t s i n d i c a t e s t h a t r o t a t i o n b y f a u l t i n g a n d n o t f o l d i n g i s r e s p o n s i b l e f o r t h e o b s e r v e d c h a n g e s in a n g l e a n d d i r e c t i o n o f d i p . A n o t h e r n o t e w o r t h y f a u l t i s t h e e a s t - t r e n d i n g V o g h t F a u l t , e a s t o f K i n g s v a l e , a c r o s s w h i c h p l u t o n i c r o c k s a r e j u x t a p o s e d a g a i n s t t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p . A s m a l l h o r s t o f p r i m a r i l y N i c o l a G r o u p r o c k s i s a l s o b o u n d e d b y t h e V o g h t F a u l t , o n t h e n o r t h e r n s l o p e o f S h o v e l n o s e M o u n t a i n . 4.2.2 Folding S o m e f o l d i n g o f S p e n c e s B r i d g e G r o u p r o c k s h a s c e r t a i n l y o c c u r r e d b u t i s d i f f i c u l t t o q u a n t i f y . T h e p l a c e w h e r e f o l d i n g i s b e s t o b s e r v e d i s a r o a d c u t a b o u t 2 k m w e s t - s o u t h w e s t o f B r o o k m e r e ( U T M 5 8 8 1 9 0 ) , j u s t 2 8 o u t s i d e t h e s t u d y a r e a . T h e r e , d a r k s i l t s t o n e i s s y n c l i n a l l y f o l d e d a b o u t a r o u g h l y n o r t h t r e n d i n g a x i s . O n t h e s o u t h a n d w e s t s l o p e s o f S h o v e l n o s e M o u n t a i n , t h e o u t c r o p p a t t e r n s u g g e s t s n o r t h - n o r t h w e s t - t r e n d i n g f o l d i n g , a n d t h e t r a c e o f o n e s m a l l s y n c l i n e i s s h o w n ( F i g u r e s 2 , 4 a ) . T h e p r e s e n c e o f v e r t i c a l b e d d i n g s t r i k i n g n o r t h w e s t , 1 k m n o r t h o f B r o o k m e r e , i s f u r t h e r e v i d e n c e o f d e f o r m a t i o n ; t h e c o m p l e x i t y o f f o l d i n g , a n d p o s s i b l y f a u l t i n g , o n t h e s o u t h e r n s l o p e o f S h o v e l n o s e M o u n t a i n e x c e e d s t h a t w h i c h i s m a p p e d d u e t o p o o r e x p o s u r e a n d r a p i d f a c i e s c h a n g e s . D e s p i t e t h e t w o a f o r e m e n t i o n e d s y n c l i n e s , t h e g r o s s s t r u c t u r e o f t h e S h o v e l n o s e M o u n t a i n a r e a i s l i k e l y t o b e a n t i c l i n a l a s i m p l i e d b y e a s t e r l y d i p p i n g S p i u s F o r m a t i o n f l o w s c o n f o r m a b l y o v e r l y i n g t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p o n t h e n o r t h e a s t c o r n e r o f t h a t m o u n t a i n . R o c k s w h i c h u n d e r l i e " G i l l i s R i d g e " a r e g e n e r a l l y d e v o i d o f d i s c e r n i b l e f o l d s w i t h t h e e x c e p t i o n o f t h e t w o f a u l t b l o c k s t h a t a r e a d j a c e n t t o , a n d n o r t h w e s t o f t h e C e n t r a l H o r s t . W i t h i n t h o s e b l o c k s , b e d d i n g a t t i t u d e s v a r y a s a r e s u l t o f o p e n f o l d i n g . S u c h f o l d i n g m a y b e p a r t o f t h e p e n e c o n t e m p o r a n e o u s d e f o r m a t i o n d e s c r i b e d b y M o n g e r ( 1 9 8 5 ) o r d u e t o f a u l t d r a g in C r e t a c e o u s o r T e r t i a r y t i m e . In s u m m a r y , f o l d s o n " G i l l i s R i d g e " a r e n e a r l y a b s e n t , a n d o n S h o v e l n o s e M o u n t a i n a r e p r e s e n t in u n d e t e r m i n e d a m o u n t s . T h e n o r t h - n o r t h w e s t a x i a l o r i e n t a t i o n o f t h e s i n g l e f o l d m a p p e d o n S h o v e l n o s e M o u n t a i n s u p p o r t s M o n g e r ' s ( 1 9 8 5 ) o r i e n t a t i o n o f f o l d i n g but t h e o v e r a l l a n t i c l i n a l s t r u c t u r e in t h a t a r e a c o n f l i c t s w i t h h i s p r e f e r r e d s y n c l i n a l f o r m . 2 9 5. STRATIGRAPHY 5.1 Rocks older than the Spences Bridge Group T h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p r e s t s u n c o m f o r m a b l y o n s e v e r a l r o c k u n i t s . N o r t h o f t h e s t u d y a r e a , r o c k s o f t h e P e n n s y l v a n i a n t o T r i a s s i c C a c h e C r e e k G r o u p , U p p e r T r i a s s i c N i c o l a G r o u p , L o w e r J u r a s s i c G u i c h o n B a t h o l i t h a n d | _ o w e r J u r a s s i c t o L o w e r C r e t a c e o u s M o u n t L y t t o n P l u t o n i c C o m p l e x c o n s t i t u t e t h e b a s e m e n t t o t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p ( M o n g e r , 1 9 8 5 ) . S o u t h o f t h e s t u d y a r e a , t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p s i t s o n t h e N i c o l a G r o u p a n d L o w e r J u r a s s i c g r a n i t o i d s ( P r e t o , 1 9 7 9 ) . N o w h e r e i s t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p c o n f o r m a b l e w i t h o l d e r r o c k s . In t h e s t u d y a r e a , " b a s e m e n t " r o c k s c o m p r i s e t h e N i c o l a G r o u p a n d at l e a s t t w o m e d i u m - g r a i n e d p l u t o n i c p h a s e s . T h e o l d e s t r o c k s a r e a n d e s i t i c t o r h y o l i t i c v o l c a n i c f a c i e s o f t h e N i c o l a G r o u p , t y p i c a l l y m e t a m o r p h o s e d t o l o w e r g r e e n s c h i s t g r a d e , w i t h i n c i p i e n t f o l i a t i o n . T h e y o c c u r a s r o o f p e n d a n t s in d o m i n a n t l y p l u t o n i c r o c k . G r e y g r a n o d i o r i t e t o d i o r i t e , t h e f i r s t g r a n i t o i d t o i n t r u d e t h e N i c o l a G r o u p , i s c o m m o n l y a g m a t i t i c w i t h d a r k x e n o l i t h s . I n t r u d i n g b o t h u n i t s i s p i n k g r a n i t e , f r e q u e n t l y m y l o n i t i z e d , w i t h f a b r i c t h a t a p p a r e n t l y p a r a l l e l s t h e i n t r u s i v e c o n t a c t s o f t h a t u n i t . S u c h m y l o n i t i c f o l i a t i o n i s b e s t d e v e l o p e d in t h e C e n t r a l . H o r s t o n " G i l l i s R i d g e " ( F i g u r e 2 ) . P r e t o ( 1 9 7 9 ) o b t a i n e d a 2 0 3 + 5 M a K - A r d a t e f r o m a p i n k g r a n i t e c l a s t in l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p c o n g l o m e r a t e n o r t h o f P r i n c e t o n . If t h a t c l a s t a n d t h e p i n k g r a n i t e a r e c o r r e l a t e d , t h e n a l l r o c k s in 30 t h e s t u d y a r e a o n w h i c h t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p w a s d e p o s i t e d a r e E a r l y J u r a s s i c a n d o l d e r . O t h e r p l u t o n i c r o c k s , w h i c h m a y b e a s y o u n g a s E o c e n e , a r e a l s o i n c l u d e d in t h i s m a p u n i t (uni t 1, F i g u r e 2) . T h r e e l o c a l i t i e s in t h e s t u d y a r e a a t t e s t t o m o d e r a t e t o p o g r a p h i c r e l i e f o f b a s e m e n t r o c k s at t h e t i m e o f S p e n c e s B r i d g e G r o u p d e p o s i t i o n , a s s u g g e s t e d b y R i c e ( 1 9 4 7 ) . In t h e C e n t r a l H o r s t , a p a l e o t o p o g r a p h i c h i g h i s e v i d e n t w h e r e t h e t w o l o w e s t s t r a t a o f t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p a r e p i n c h e d o u t a g a i n s t p l u t o n i c b a s e m e n t r o c k s . O n t h e w e s t e r n s l o p e s o f S h o v e l n o s e M o u n t a i n , t w o w i n d o w s o f g r a n i t o i d a r e e x p o s e d w i t h i n l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p r h y o l i t e a n d a n d e s i t e . C r o s s s e c t i o n A - A ' ( F i g u r e 4 a ) s h o w s t h e p r o b a b l e s u b s u r f a c e p r o f i l e o f b a s e m e n t r o c k s in t h a t a r e a . F o l d i n g ( s e c t i o n 4 .2 .2 ) m a y h a v e a f f e c t e d t h e g e o m e t r y o f b a s e m e n t r o c k s u n d e r l y i n g S h o v e l n o s e M o u n t a i n . 5 . 2 S t r a t i g r a p h y o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p 5.2.1 I nt reduction T h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p c o m p r i s e s a d i v e r s e s u c c e s s i o n o f v o l c a n i c a n d s e d i m e n t a r y r o c k s t h a t d i s p l a y r a p i d v e r t i c a l a n d l a t e r a l f a c i e s c h a n g e s . In t h e s t u d y a r e a t h e m o s t n o t i c e a b l e l a t e r a l v a r i a t i o n i s o b s e r v e d b e t w e e n t h e " G i l l i s R i d g e " a n d S h o v e l n o s e M o u n t a i n a r e a s . U n d e r l y i n g " G i l l i s R i d g e " , a s in a l l p l a c e s w i t h i n t h e s t u d y a r e a , p y r o c l a s t i c a n d e p i c l a s t i c r o c k s a r e i n t e r b e d d e d w i t h l a v a f l o w s o f a n d e s i t i c c o m p o s i t i o n . O n 31 S h o v e l n o s e M o u n t a i n , r h y o l i t e s a s w e l l a s a n d e s i t e a re p r e s e n t , a n d t h a t c o m b i n a t i o n o f b a s i c a n d a c i d l a v a s i n t e r c a l a t e d w i t h c l a s t i c r o c k s i s a c h a r a c t e r i s t i c f e a t u r e o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p t h r o u g h o u t i t s d i s t r i b u t i o n ( D u f f e l l a n d M c T a g g a r t , 1 9 5 2 ; J o r g e n s e n , 1 9 7 3 ; P r e t o , 1 9 7 9 ; D e v l i n , 1 9 8 1 ) . A c o m p o s i t e s e c t i o n i n t e g r a t i n g s t r a t i g r a p h y f r o m t h r o u g h o u t t h e s t u d y a r e a is s h o w n in F i g u r e 3 . R e v i s e d ( t h i s t h e s i s ) n o m e n c l a t u r e i s s h o w n o n t h e l e f t h a n d s i d e o f t h e s e c t i o n , f o l l o w e d t o t h e r i g h t b y a c o r r e l a t i o n c h a r t o f p r e v i o u s a u t h o r s ' u s a g e . I m p o r t a n t a s p e c t s o f t h a t s e c t i o n a r e : (1) t h e u n c o n f o r m i t y / n o n c o n f o r m i t y b e l o w w h i c h s i t o l d e r r o c k s t h a t f o r m t h e b a s e m e n t t o t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p ; (2) t h e p r e s e n c e o f a n i n i t i a l a n d e s i t e f l o w f o l l o w e d b y n e a r - b a s a l b a s e m e n t - c l a s t c o n g l o m e r a t e a n d b r e c c i a ; (3) t h e u b i q u i t y o f a n d e s i t e l a v a a n d c l a s t i c r o c k s o f v a r i o u s t y p e s ; (4) t h e p r e d o m i n a n c e o f d e n s e o v e r a m y g d a l o i d a l l a v a ; (5) t h e l a t e r a l l y r e s t r i c t e d p r e s e n c e o f r h y o l i t e ; a n d (6) t h e c o n f o r m a b l e r e l a t i o n s h i p w i t h t h e o v e r l y i n g S p i u s F o r m a t i o n . A s s e e n o n b o t h t h i s s e c t i o n a n d t h e m a p o f t h e s t u d y a r e a ( F i g u r e 2 ) , t h e v o l u m e t r i c r a t i o b e t w e e n l a v a a n d c l a s t i c r o c k s i s a p p r o x i m a t e l y 1 :1 . 5.2.2 Stratigraphy in the Central Horst T h e b e s t s e c t i o n f o r i n i t i a l d e s c r i p t i o n u n d e r l i e s t h e C e n t r a l H o r s t o f " G i l l i s R i d g e " ( F i g u r e 2 ) T h e r e , t h e o l d e s t u n i t i s b l u i s h - g r e y p l a g i o c l a s e + p y r o x e n e a n d e s i t e l a y a . It h a s s u b t l e b u t c o n s i s t e n t l y o r i e n t e d f l o w b a n d i n g 3 2 a n d , o n w e a t h e r e d s u r f a c e s , c o m m o n l y s h o w s f l o w b r e c c i a t i o n . O v e r l y i n g t h a t b a s a l f l o w i s c o n g l o m e r a t e c o m p o s e d o f s u b r o u n d e d t o s u b a n g u l a r , p e b b l e t o c o b b l e s i z e c l a s t s o f , a l m o s t e x c l u s i v e l y , b a s e m e n t l i t h o l o g i e s w i t h r a r e c l a s t s o f l o w e r S p e n c e s B r i d g e a n d e s i t e ( P l a t e 1). A b o v e t h e c o n g l o m e r a t e i s a s u c c e s s i o n o f i n t e r b e d d e d l a v a s a n d v o l c a n i c l a s t i c r o c k s . T h e m o s t a b u n d a n t l i t h o l o g i e s o f t h e c l a s t i c r o c k s a r e p o o r l y s o r t e d a n d w e a k l y - t o n o n - s t r a t i f i e d d e p o s i t s c o n t a i n i n g c l a s t s o f l o w e r S p e n c e s B r i d g e a n d e s i t e , r h y o l i t e a n d v o l c a n i c l a s t i c r o c k s a n d , o c c a s i o n a l l y , b a s e m e n t l i t h o l o g i e s . T h e s e r o c k s a r e i n t e r p r e t e d t o b e l a h a r a n d n o n w e l d e d i g n i m b r i t e (jgnimbrite i s u s e d h e r e f o r a l l p y r o c l a s t i c f l o w d e p o s i t s , a s s u g g e s t e d b y F i s h e r a n d S c h m i n c k e , 1 9 8 4 , p . 2 2 2 ) . S u c h d e p o s i t s a r e o f t e n d i f f i c u l t t o d i s t i n g u i s h f r o m o n e a n o t h e r a n d m a y p h y s i c a l l y g r a d e f r o m i . g n i m b r i t e t o l a h a r w i t h i n c r e a s i n g d i s t a n c e f r o m t h e e r u p t i v e v e n t ( P i e r s o n , 1 9 8 5 ) . R o c k s c o n t a i n i n g p r i m a r i l y m o n o m i c t i c , a n g u l a r c l a s t s o f a n d e s i t e o r r h y o l i t e , i n a f i n e r m a t r i x h o s t i n g p l a g i o c l a s e c r y s t a l s , a r e p r o b a b l y i g n i m b r i t e . L a h a r c a n , i n p l a c e s , b e c o n f i d e n t l y i d e n t i f i e d b y t h e p r e s e n c e o f p o l y m i c t i c , r o u n d e d b o u l d e r s i n a d a r k , a p p a r e n t l y m u d d y m a t r i x . O t h e r v o l c a n i c l a s t i c r o c k s i n t h i s h o r s t i n c l u d e a i r f a l l t u f f , g e n e r a l l y f i n e - g r a i n e d a n d w e l l - s t r a t i f i e d , s l i g h t l y w e l d e d i g n i m b r i t e s h o w i n g p a r t l y f l a t t e n e d p u m i c e c l a s t s , a n d s a n d s t o n e . T h e l a v a s a b o v e t h e c o n g l o m e r a t e a r e s i m i l a r t o t h e b a s a l f l o w : d e n s e , h a r d , f l o w b a n d e d , p l a g i o c l a s e + p y r o x e n e p h y r i c a n d e s i t e s . A m y g d u l e s a r e u n c o m m o n e x c e p t i n t h e u p p e r m o s t f l o w w h i c h h a s , 3 3 e s p e c i a l l y t o w a r d t h e e a s t e r n e d g e o f t h e h o r s t , a b u n d a n t v e s i c l e s f i l l e d w i t h c h l o r i t e . F l o w b a n d i n g i s q u i t e c o n s i s t e n t a n d g e n e r a l l y p a r a l l e l t o b e d d i n g m e a s u r e d in a d j a c e n t c l a s t i c r o c k s . C o l u m n a r j o i n t i n g i s c o m m o n ( P l a t e 2 ) , a n d w e l l d e v e l o p e d o n t h e t o p o f t h e r i d g e . In t h e n o r t h e r n p a r t o f t h e h o r s t e x p o s u r e is p o o r a n d l o w e r S p e n c e s B r i d g e r o c k s a r e n o t d i v i d e d . E x p o s u r e b e c o m e s p r o g r e s s i v e l y w o r s e t o w a r d t h e f l o o r o f t h e M i d d a y C r e e k v a l l e y a n d t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p t h e r e m a y b e o v e r l a i n b y f l o w s o f S p i u s F o r m a t i o n . A l t h o u g h t h e t h i c k n e s s o f k n o w n l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p s t r a t i g r a p h y i n t h e C e n t r a l H o r s t i s r o u g h l y 2 .5 k m , t h e t o t a l t h i c k n e s s o f t h a t g r o u p m a y e x c e e d 4 k m i f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p e x t e n d s n o r t h t o t h e M i d d a y F a u l t . Stratigraphy of the "Gillis Ridge" area A l t h o u g h n o r t h a n d n o r t h w e s t t r e n d i n g e x t e n s i o n a l f a u l t s b r e a k c o n t i n u i t y , l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p r o c k s u n d e r l y i n g a l l o f " G i l l i s R i d g e " f o r m a c o m p o s i t e s e q u e n c e w h i c h c a n b e r e g a r d e d a s a s i n g l e s e c t i o n w i t h m o d e s t f a c i e s c h a n g e s . E a s t o f t h e C e n t r a l H o r s t , i n r o a d c u t s a b o v e t h e n o r t h e a s t s h o r e o f G i l l i s L a k e , t h e b a s a l f l o w o f a n d e s i t e i s w e l l e x p o s e d . A b o u t 1 k m w e s t o f t h e l a k e ( U T M 4 5 2 3 2 3 ) t h e b a s e m e n t - c l a s t c o n g l o m e r a t e u n i t i s p r e s e n t in 60 m - h i g h b l u f f s . A l t h o u g h in t h e C e n t r a l H o r s t s e c t i o n t h i s u n i t i s m a i n l y c o m p o s e d o f m o d e r a t e l y r o u n d e d p e b b l e t o c o b b l e s i z e c l a s t s , h e r e a n g u l a r t o s u b a n g u l a r b o u l d e r s 3 4 a r e c o m m o n , s o m e e x c e e d i n g 2 m in d i a m e t e r . T h i s d e p o s i t v a r i e s g r e a t l y in t h i c k n e s s , r a n g i n g f r o m 0 t o 100 m w i t h i n 1 k m . T h e i m m a t u r i t y a n d l a r g e f l u c t u a t i o n s in t h i c k n e s s o f t h i s u n i t s u g g e s t t h a t it w a s d e p o s i t e d in f a n s f r o m n e a r b y f a u l t e s c a r p m e n t s o r o t h e r w i s e t e c t o n i c a l l y d i s t u r b e d b a s e m e n t r o c k . T h e a b s e n c e o f s u c h f a n g l o m e r a t e b e l o w t h e b a s a l l a v a f l o w i n d i c a t e s t h a t d e f o r m a t i o n i n t h a t a r e a c o m m e n c e d s h o r t l y a f t e r i n i t i a l e r u p t i o n o f l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p l a v a , s u p p o r t i n g M o n g e r ' s ( 1 9 8 5 ) c o n c e p t i o n o f p e n e c o n t e m p o r a n e o u s d e f o r m a t i o n . A l s o p r e s e n t n e a r G i l l i s L a k e , i n r o a d c u t s a b o v e i t s n o r t h e r n s h o r e , a r e l a h a r i c a n d t u f f a c e o u s r o c k s h o s t i n g b e d s o f d a r k s i l t s t o n e . O r g a n i c - r i c h d e p o s i t s s u c h a s t h e s e , i n d i c a t i v e o f p o n d e d w a t e r , a r e f o u n d o c c a s i o n a l l y t h r o u g h o u t t h e v o l c a n i c p i l e . It i s f r o m s u c h s i l t s t o n e s , in o t h e r p l a c e s , t h a t p a l y n o m o r p h s w e r e e x t r a c t e d ( s e c t i o n 3) . F r o m r e c e s s i v e e x p o s u r e s b e l o w a p o w e r l i n e , 0 . 2 5 k m n o r t h o f G i l l i s L a k e , m u d c r a c k c a s t s in s a n d s t o n e w e r e f o u n d , f u r t h e r i n d i c a t i n g l o c a l s h a l l o w w a t e r c o n d i t i o n s . T h e l o w e r h a l f o f t h e s e c t i o n , e a s t o f t h e C e n t r a l H o r s t a n d a b o v e t h e u n i t s j u s t d i s c u s s e d , i s d o m i n a t e d b y c o a r s e a n d f i n e g r a i n e d v o l c a n i c l a s t i c r o c k s c o m p r i s e d , a l m o s t e x c l u s i v e l y , o f l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p l i t h o l o g i e s . In t h e s e r o c k s , a s in a l l t h e v o l c a n i c l a s t i c r o c k s in t h e s t u d y a r e a , t h e o c c a s i o n a l c l a s t o f b a s e m e n t r o c k i s p r e s e n t . T h i n - b e d d e d a i r f a l l t u f f s u n d e r l i e t w o h i l l s o n t h e e a s t e r n e n d o f t h e r i d g e . N o r t h o f t h e r i d g e c r e s t ( U T M 4 5 7 3 5 2 ) i s a s m a l l l a n d s l i d e s c a r in f r i a b l e l a h a r , w h i c h c a n b e s e e n f r o m n e a r t h e M i d d a y C r e e k / C o l d w a t e r R i v e r 3 5 c o n f l u e n c e ) . N o r t h e a s t o f t h i s s c a r d e t a i l e d s t r a t i g r a p h y i s n o t k n o w n . S t r a t i g r a p h y n o r t h w e s t o f t h e C e n t r a l H o r s t i n v o l v e s m o r e l a v a t h a n t o t h e e a s t , a n d t h e l a v a / c l a s t i t e r a t i o s t e a d i l y i n c r e a s e s t o w a r d t h e n o r t h w e s t w h e r e , in t h e f a u l t b l o c k w h i c h s p a n s S p i u s C r e e k , l a v a s p r e d o m i n a t e . C r o s s s e c t i o n B - B " ( F i g u r e 4 b ) s h o w s t h e s t r a t i g r a p h y o f p a r t o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p , w e s t o f t h e c e n t r a l h o r s t . B e c a u s e t h e r o c k u n i t s d i r e c t l y a b o v e t h e b a s e m e n t u n c o n f o r m i t y a r e c o v e r e d , w e s t w a r d p e r s i s t e n c e o f t h e b a s a l a n d e s i t i c f l o w a n d f a n g l o m e r a t e i s u n c e r t a i n . A s in t h e C e n t r a l H o r s t , t h e s t r a t i g r a p h y c o m p r i s e s i n t e r b e d d e d l a v a s a n d v p l c a n i c l a s t i c r o c k s . N e a r t h e r i d g e c r e s t ( U T M 4 2 5 3 6 5 ) b e d d e d a i r f a l l t u f f o v e r l i e s p l a n e b e d s a n d r a r e d u n a l o r a n t i d u n a l b e d f o r m s , s u g g e s t i v e o f p y r o c l a s t i c s u r g e d e p o s i t s . C o n f o r m a b l y o v e r l y i n g t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p in t h i s a r e a a r e f l o w s o f S p i u s F o r m a t i o n . C o n t a c t r e l a t i o n s w i t h S p i u s F o r m a t i o n w e r e n o t e d in s e c t i o n 2 a n d w i l l b e f u r t h e r d i s c u s s e d in s e c t i o n 5 .3 .2 . 5.2.4 Stratigraphy of the Shovelnose Mountain area C o m p a r e d t o t h e " G i l l i s R i d g e " a r e a , s t r a t i g r a p h y in t h e S h o v e l n o s e M o u n t a i n a r e a i s p o o r l y k n o w n b e c a u s e o f i n s u f f i c i e n t f i e l d w o r k c o m p l i c a t e d b y p o o r e x p o s u r e a n d f o r e s t c o v e r ( P l a t e 3 ) , u n c e r t a i n s t r u c t u r e ( s e c t i o n 4 .2 .2 ) a n d r a p i d f a c i e s c h a n g e s . H e r e , in c o n t r a s t t o t h e " G i l l i s R i d g e " a r e a , r h y o l i t e s a r e p r e s e n t a n d i n d e e d d o m i n a t e , a l t h o u g h a n d e s i t e a n d c l a s t i c r o c k s a r e a l s o a b u n d a n t . T w o v o l c a n i c n e c k s , o n e o n t h e p e a k 3 6 o f S h o v e l n o s e M o u n t a i n , t h e o t h e r 2 k m t o t h e s o u t h w e s t , s t a n d up a s r e s i s t a n t k n o l l s ( F i g u r e 4 a , P l a t e 3 ) . T h e f i r s t n e c k i s s u r r o u n d e d b y r e l a t e d r h y o l i t e f l o w s ; t h e s e c o n d s i t s i s o l a t e d b y e r o s i o n . T w o t y p e s o f r h y o l i t e a r e p r e s e n t ; m a u v e ( b l a c k w h e n f r e s h ) p l a g i o c l a s e p o r p h y r y ( P l a t e 4 ) a n d l i g h t g r e y q u a r t z + p l a g i o c l a s e p o r p h y r y o f h i g h e r s i l i c a c o n t e n t ( s e c t i o n 7.2.1) . B o t h h a v e w e l l - d e v e l o p e d , c o m m o n l y s t e e p l y d i p p i n g , c u r v i p l a n a r f l o w b a n d i n g i n d i c a t i v e o f h i g h v i s c o s i t y . In p l a c e s , h o w e v e r , s u c h a s n e a r t h e C o l d w a t e r R i v e r ( U T M 5 0 5 2 6 0 ) , m a u v e r h y o l i t e w a s f l u i d e n o u g h t o p o o l a n d s u b s e q u e n t l y c o o l b y c o l u m n a r j o i n t i n g . B e c a u s e t h e n e c k s c o n s i s t o f m a u v e r h y o l i t e o n l y , a n d a r e n o t c r o s s c u t b y o t h e r i n t r u s i v e s , s t r a t i g r a p h i c a l l y h i g h e r a n d e s i t e o n t h e n o r t h s i d e o f t h i s m o u n t a i n m u s t h a v e b e e n e x t r u d e d f r o m a d i f f e r e n t ( a n d u n k n o w n ) c e n t r e . In a d d i t i o n t o t h e t y p i c a l a i r f a l l , l a h a r , a n d n o n w e l d e d i g n i m b r i t e l i t h o l o g i e s p r e v i o u s l y d i s c u s s e d , t h e S h o v e l n o s e M o u n t a i n a r e a h a s at l e a s t t w o d e p o s i t s o f s t r o n g l y w e l d e d i g n i m b r i t e c o n t a i n i n g c h l o r i t i z e d f i a m m e . O n e i s d i f f i c u l t t o r e a c h , o n t h e n o r t h e r n s l o p e o f t h e m o u n t a i n ; t h e o t h e r i s e a s i l y a c c e s s e d in a r a i l w a y c u t b e s i d e t h e C o l d w a t e r R i v e r ( U T M 5 0 4 2 4 0 ) . A t h i r d l o c a l i t y o f t h a t r o c k t y p e i s s i t u a t e d o n t h e p e a k o f M o u n t T h y n n e , 13 k m s o u t h o f B r o o k m e r e . C r o s s s e c t i o n A - A " ( F i g u r e 4 a ) s h o w s 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 e o f t h e w e s t a n d n o r t h s l o p e s o f S h o v e l n o s e M o u n t a i n . C o n f o r m a b l y o v e r l y i n g l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p s t r a t a a r e f l o w s o f S p i u s F o r m a t i o n , 3 7 s o u t h o f V o g h t C r e e k . O n e s p e c t a c u l a r 0 .5 k m - l o n g o u t c r o p o f l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p s t r a t a i s e x p o s e d i n a C o q u i h a l l a H i g h w a y r o a d c u t 0 .5 k m s o u t h e a s t o f K i n g s v a l e . T h e r e , b e d s o f s a n d s t o n e , t u f f a n d c o a l , d i p p i n g m o d e r a t e l y t o t h e s o u t h , a r e i n t e r l a y e r e d w i t h l a h a r ( P l a t e 5 ) . R o c k s f o r m i n g t h e n o r t h e r n 2 3 0 m o f r o a d c u t a r e c u t b y t h r e e n e a r l y v e r t i c a l f a u l t s , p r o b a b l y r e l a t e d t o t h e V o g h t F a u l t , w h i c h d e s t r o y s t r a t i g r a p h i c c o n t i n u i t y . T h e s o u t h e r l y 2 7 0 m , h o w e v e r , c o n s t i t u t e s a s i n g l e s e c t i o n d i s t u r b e d o n l y b y i n c i p i e n t b o u d i n a g e , g e n t l e f o l d s ( P l a t e 6 ) a n d m i n o r t h r u s t f a u l t s ( P l a t e 7 ) . In t h i s s e c t i o n , 4 9 m ( t rue t h i c k n e s s ) o f i n t e r b e d d e d s a n d s t o n e , t u f f a n d c o a l a r e o v e r l a i n b y 3 5 m o f m a s s i v e l a h a r w h i c h i s o v e r l a i n b y 3 5 m o f s a n d s t o n e , t u f f a n d c o a l v e r y s i m i l a r t o t h e s t r a t a b e n e a t h t h e l a h a r . T h e u p p e r m o s t p a r t o f t h e s e c t i o n i n c l u d e s a d e p o s i t o f a c c r e t i o n a r y l a p i l l i . P l a n t m e g a f o s s i l s c o l l e c t e d f r o m w i t h i n t h e s t r a t a b e n e a t h t h e l a h a r a r e d i s c u s s e d i n s e c t i o n 3 . 1 . 1 . D e f o r m a t i o n i n t h i s e x p o s u r e i n c r e a s e s n o r t h w a r d t o w a r d s t h e f a u l t s . T h i s o b s e r v a t i o n , a s c h i s t o s e f a b r i c in t h e c o a l , p l u s b o u d i n a g e , f o l d i n g a n d t h r u s t i n g i n d i c a t e t h a t d e f o r m a t i o n i s p o s t c o a l i f i c a t i o n a n d l i t h i f i c a t i o n a n d p r o b a b l y r e l a t e d t o b l o c k f a u l t i n g a s s o c i a t e d w i t h E o c e n e e x t e n s i o n a l t e c t o n i c s ( s e c t i o n 4 .2) . 5.2.5 Stratigraphy in the Fig Fault Zone S t r a t i g r a p h y o f l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p r o c k s i n t h e F i g F a u l t Z o n e i s s i m p l e , a n d s h o w n o n c r o s s s e c t i o n A - A ' ( F i g u r e 4 a ) . T h e l o w e s t 3 8 e x p o s e d u n i t c o m p r i s e s t u f f a c e o u s r o c k s a n d s a n d s t o n e . O v e r l y i n g t h e s e l i t h o l o g i e s a r e a n d e s i t e , m a u v e r h y o l i t e a n d q u a r t z - e y e r h y o l i t e . I m m e d i a t e l y s o u t h o f t h e b r i d g e o v e r t h e C o l d w a t e r R i v e r at K i n g s v a l e a r e o u t c r o p s o f n o n w e l d e d i g n i m b r i t e c o n t a i n i n g c a r b o n i z e d a n d s i l i c i f i e d w o o d f r a g m e n t s . I n s p e c t i o n o f t h e s e d e p o s i t s , w h i c h c o n t i n u e f o r a f e w h u n d r e d m e t e r s t o t h e s o u t h , d i d n o t l o c a t e t h e p l a n t f o s s i l s i t e u s e d b y R i c e ( 1 9 4 7 ) t o d e f i n e t h e K i n g s v a l e G r o u p . H o w e v e r , t h e d e s c r i p t i o n a n d p h o t o g r a p h o f r o c k s h o s t i n g t h a t f o s s i l l o c a l i t y , p r o v i d e d b y R i c e ( 1 9 4 7 ) , c l o s e l y m a t c h t h e i g n i m b r i t i c d e p o s i t s in t h i s a r e a . C o n s e q u e n t l y , it i s a s s u m e d t h a t t h e s e r o c k s c o n s t i t u t e t h e t y p e a r e a o f t h e K i n g s v a l e G r o u p , a n d t h a t t h e K i n g s v a l e f o s s i l s i t e h a s b e e n c o v e r e d b y c o l l u v i u m o r r e m o v e d b y e r o s i o n . T y p i c a l l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p a n d e s i t e a n d r h y o l i t e w h i c h o v e r l i e t h e s e c l a s t i c r o c k s 3 k m t o t h e s o u t h n e a r F i g L a k e c o n f i r m t h e i n c l u s i o n o f R i c e ' s K i n g s v a l e G r o u p w i t h i n t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p ( s e c t i o n 2.3) . S o m e p l u t o n i c r o c k s in t h e s t u d y a r e a , i n c l u d e d in m a p u n i t 1 o f f i g u r e 2 , m a y b e o f C r e t a c e o u s a g e a n d p o s s i b l y c o m a g m a t i c w i t h t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p . 3 9 5.3 Stratigraphy of Spius Formation 5.3.1 I introduction L i t h o l o g i e s o f S p i u s F o r m a t i o n a r e m u c h l e s s d i v e r s e t h a n t h o s e o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p . T h e y c o n s i s t o f d o m i n a n t l y r e d d i s h t o y e l l o w i s h b r o w n , g r e e n a n d g r e y a m y g d a l o i d a l a n d e s i t e ( P l a t e 8 ) , w i t h l e s s e r a m o u n t s o f b l a c k t o b r o w n d e n s e a n d e s i t e a n d d a r k p y r o c l a s t i c a n d e p i c l a s t i c r o c k s . M a n y o f t h e l a v a s a r e a p h y r i c e x c e p t f o r s e r p e n t i n e - a f t e r - o l i v i n e p s e u d o m o r p h s , w h i l e o t h e r s h a v e p l a g i o c l a s e a n d p y r o x e n e c r y s t a l s ( d e t a i l e d p e t r o g r a p h y in s e c t i o n 6 .2) . V e s i c l e s a r e f i l l e d w i t h c h l o r i t e , c a l c i t e , q u a r t z , c h a l c e d o n y , c e l a d o n i t e o r z e o l i t e s . In c o n t r a s t t o t h e d e n s e v a r i e t i e s o f l a v a , w h i c h a r e c o m m o n l y q u i t e f r e s h , a m y g d a l o i d a l r o c k s a r e u s u a l l y e x t r e m e l y a l t e r e d , o w i n g t o t h e i r h i g h p o r o s i t y a n d p e r m e a b i l i t y t o g r o u n d w a t e r f l o w . D e n s e l a v a c o m m o n l y c o n s t i t u t e s c h i l l e d f l o w b o t t o m s , a l t h o u g h s o m e e n t i r e f l o w s o f t h i s t y p e , e s p e c i a l l y t h o s e b e a r i n g p l a g i o c l a s e a n d p y r o x e n e , a r e p r e s e n t . S p i u s F o r m a t i o n l a v a s a r e r a r e l y f l o w b a n d e d a n d n o w h e r e w e r e c o l u m n a r j o i n t s o b s e r v e d . N o v e r t i c a l o r l a t e r a l t r e n d s h a v e b e e n r e p o r t e d b y p r e v i o u s a u t h o r s o r o b s e r v e d b y t h e w r i t e r . B e c a u s e o f t h i s u n i f o r m i t y , S p i u s F o r m a t i o n i s m a p p e d a l m o s t e n t i r e l y a s a s i n g l e u n i t , a n d a d i s c u s s i o n o f d e t a i l e d s t r a t i g r a p h y i s n o t p o s s i b l e . M i n i m u m t h i c k n e s s e s o f S p i u s F o r m a t i o n w e r e e s t i m a t e d at 6 0 0 m in t h e s t u d y a r e a ( T h o r k e l s o n , 1 9 8 5 ) , a n d 1 0 0 0 m n e a r S p e n c e s B r i d g e ( D u f f e l l a n d M c T a g g a r t , 1 9 5 2 ) . 4 0 T h e b e s t e x p o s u r e s o f S p i u s F o r m a t i o n a r e f o u n d i n c l i f f s o n t h e n o r t h s i d e o f P r o s p e c t C r e e k , 0 .5 k m w e s t o f t h e S p i u s C r e e k / P r o s p e c t C r e e k c o n f l u e n c e , w h e r e l a v a f l o w s a r e i n t e r b e d d e d w i t h c o a r s e p y r o c l a s t i c r o c k s ( P l a t e 9 ) . T h e s e e x p o s u r e s , a n d t h e m o r e a c c e s s i b l e o u t c r o p s a l o n g t h e S p i u s C r e e k r o a d e a s t o f S p i u s C r e e k , f o r m t h e s o u t h e n d o f t h e t y p e a r e a f o r S p i u s F o r m a t i o n ( s e c t i o n 2 .3) . F l o w s o f S p i u s F o r m a t i o n c o n f o r m a b l y o v e r l i e f e l s i c t u f f a n d o r g a n i c - r i c h s a n d s t o n e o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p , o n t h e n o r t h e a s t c o r n e r o f S h o v e l n o s e M o u n t a i n ( P a l y n o m o r p h s e x t r a c t e d f r o m t h a t s a n d s t o n e a r e d i s c u s s e d i n s e c t i o n 3.1.1.) . E x p o s u r e s o f S p i u s F o r m a t i o n in t h i s a r e a a r e c o n f i n e d t o s m a l l r o a d c u t s . In t h e F i g F a u l t Z o n e , g o o d e x p o s u r e s a r e f o u n d i n t h e c a n y o n o f G i l l i s C r e e k , a n d o n a c l i f f i m m e d i a t e l y e a s t o f a g a s p i p e l i n e c u t , s o u t h o f t h e G i l l i s L a k e r o a d ( U T M 4 9 0 3 0 2 ) . N o r t h o f G i l l i s C r e e k , E o c e n e K a m l o o p s G r o u p c o n g l o m e r a t e u n c o n f o r m a b l y o v e r l i e s S p i u s F o r m a t i o n . 5.3.2 G rad ati onal contact with the lower Spences Bridge Group T h e o u t l i e r o f S p i u s F o r m a t i o n o n t h e n o r t h e a s t c o r n e r o f S h o v e l n o s e M o u n t a i n c o n f o r m a b l y o v e r l i e s t u f f a c e o u s d e p o s i t s o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p . S i m i l a r l y , S p i u s F o r m a t i o n f l o w s r e s t c o n f o r m a b l y o n a n d e s i t e o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p i n t h e f a u l t b l o c k o n t h e n o r t h w e s t c o r n e r o f " G i l l i s R i d g e " , b y t h e S p i u s C r e e k / P r o s p e c t C r e e k c o n f l u e n c e . In b o t h t h o s e a r e a s , S p i u s F o r m a t i o n l i t h o l o g i e s o c c u p y t h e 41 e n t i r e s e c t i o n a b o v e t h e c o n t a c t w i t h S p i u s F o r m a t i o n . In c o n t r a s t , 3 - 4 k m s o u t h e a s t o f t h e S p i u s C r e e k / P r o s p e c t C r e e k c o n f l u e n c e , t h e l o w e s t f l o w s o f S p i u s F o r m a t i o n a re i n t e r c a l a t e d w i t h w e l d e d a n d c r y s t a l t u f f s c o n t a i n i n g q u a r t z a n d h o r n b l e n d e . B e c a u s e t h o s e m i n e r a l s a r e t y p i c a l o f l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p r h y o l i t e , bu t a r e a b s e n t f r o m f l o w s o f S p i u s F o r m a t i o n , t h e t u f f s a r e c o r r e l a t e d w i t h t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p . T h e r e f o r e , t h e e a r l i e s t e x t r u s i o n s o f S p i u s F o r m a t i o n l a v a w e r e c o n c u r r e n t w i t h t h e l a t e s t e m i s s i o n s o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p . C l o s e t e m p o r a l r e l a t i o n s b e t w e e n t h e s e u n i t s a r e c o r r o b o r a t e d b y a g e d e t e r m i n a t i o n s ( s e c t i o n 3 .1 ) p e t r o g r a p h y ( s e c t i o n 6 .3) a n d g e o c h e m i s t r y ( s e c t i o n 7.3) . 5.4 Synthesis of mid-Cretaceous physical volcanology In t h e s t u d y a r e a , d e p o s i t i o n o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p b e g a n w i t h e x t r u s i o n o f a c i d a n d e s i t e o n t o a s u r f a c e o f m o d e r a t e t o p o g r a p h y u n d e r l a i n b y L a t e T r i a s s i c a n d E a r l y J u r a s s i c v o l c a n i c a n d p l u t o n i c r o c k s . T h a t e v e n t w a s f o l l o w e d b y f a u l t i n g o r o t h e r t e c t o n i c a c t i v i t y w h i c h r e s u l t e d in d e p o s i t i o n o f b a s e m e n t - c l a s t f a n g l o m e r a t e . D e p o s i t i o n o f v a r i o u s l i t h o l o g i e s f o l l o w e d , n o t a b l y a n d e s i t e , r h y o l i t e , l a h a r a n d i g n i m b r i t e , i n d i c a t i n g b o t h e x p l o s i v e a n d e x t r u s i v e s t y l e s o f e r u p t i o n . T h e a b u n d a n c e o f v o l c a n i c l a s t i c r o c k s a n d , in p l a c e s , r h y o l i t e , s u g g e s t s t h a t e m i s s i o n s a c c u m u l a t e d o n p a l e o s l o p e s o f at l e a s t m o d e r a t e s t e e p n e s s . T h e l a c k o f p i l l o w l a v a s a n d m a r i n e f o s s i l s , a n d t h e o c c a s i o n a l p r e s e n c e o f w e l d e d i g n i m b r i t e i n d i c a t e s t h a t d e p o s i t i o n w a s s u b a e r i a l , a s n o t e d b y D e v l i n ( 1 9 8 1 ) . T h e c o m p o s i t e v o l c a n i c s t r a t i g r a p h y o f t h e s t u d y a r e a i s 4 2 s i m i l a r t o t h a t d e s c r i b e d b y p r e v i o u s w o r k e r s in o t h e r p a r t s o f t h e N i c o a m e n S t r u c t u r a l D e p r e s s i o n ( e g . D u f f e l l a n d M c T a g g a r t , 1 9 5 2 ; P r e t o , 1 9 7 9 ) . R h y o l i t e , w h i c h w a s p r o b a b l y e x t r u d e d in t h e f o r m o f d o m e s a n d f l o w s o f l i m i t e d e x t e n t , i s f o u n d t h r o u g h o u t t h e d e p r e s s i o n s u g g e s t i n g t h a t l o w e r S p e n c e s B r i d g e r o c k s w e r e e r u p t e d f r o m s e v e r a l c e n t r e s a n d a c c u m u l a t e d a s a s e t o f c o n t i g u o u s s t r a t o v o l c a n o e s . E r u p t i o n f r o m m u l t i p l e v e n t s i s c o r r o b o r a t e d b y r e g i o n a l d i f f e r e n c e s in g e o c h e m i s t r y ( s e c t i o n 7.2.3) . N e a r S p e n c e s B r i d g e , S p i u s F o r m a t i o n w a s d e p o s i t e d o n l o w e r S p e n c e s B r i d g e r o c k s a f t e r a p e r i o d o f f a u l t i n g , f o l d i n g a n d e r o s i o n ( D e v l i n , 1 9 8 1 ; M o n g e r 1 9 8 2 , 1 9 8 5 ) . In t h e s t u d y a r e a , h o w e v e r , s t r a t i g r a p h i c r e l a t i o n s a r e c o n f o r m a b l e a n d g r a d a t i o n a l s u g g e s t i n g t h a t d e f o r m a t i o n w a s l o c a l . A l t e r n a t e l y , d e f o r m a t i o n c o u l d h a v e b e e n w i d e s p r e a d , c a u s i n g a n g u l a r r e l a t i o n s b e t w e e n t h e u n i t s o n l y w h e r e d e p o s i t i o n w a s n o t c o n t i n o u s . T h e D o t b e d s , s e p a r a t i n g a s e q u e n c e o f i n t e r b e d d e d l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p l a v a s a n d v o l c a n i c l a s t i c s f r o m S p i u s F o r m a t i o n s o u t h e a s t o f S p e n c e s B r i d g e , m a y r e p r e s e n t s u c h a h i a t u s in l o c a l v o l c a n i s m . T h o s e b e d s , c o m p r i s i n g p r i m a r i l y c o a r s e a n d f i n e - g r a i n e d f l u v i a l a n d l a c u s t r i n e r o c k s ( D e v l i n , 1 9 8 1 ) a n d m i n o r t u f f b u t n o l a v a ( D u f f e l l a n d M c T a g g a r t , 1 9 5 2 ) , s u g g e s t t h a t w h i l e p r o x i m a l v o l c a n i c a c t i v i t y c e a s e d , f o l l o w e d b y e r o s i o n a n d d e p o s i t i o n o f c l a s t i c d e t r i t u s , d i s t a l v o l c a n i s m y i e l d i n g t h e t u f f s c o n t i n u e d . T h e s o u r c e o f p y r o c l a s t i c i n p u t t o t h a t a r e a c o u l d h a v e b e e n l o c a t e d in t h i s w r i t e r ' s s t u d y a r e a , w h e r e v o l c a n i s m w a s u n i n t e r r u p t e d a n d l o w e r S p e n c e s B r i d g e r o c k s i n t e r f i n g e r w i t h f l o w s o f S p i u s F o r m a t i o n . 4 3 S p i u s F o r m a t i o n in t h e s t u d y a r e a w a s d e p o s i t e d e x c l u s i v e l y o n t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p . T o t h e n o r t h a n d n o r t h w e s t , h o w e v e r , t h a t f o r m a t i o n r e s t s u n c o n f o r m a b l y o n r o c k s o f t h e N i c o l a G r o u p a n d M o u n t L y t t o n P l u t o n i c C o m p l e x r e s p e c t i v e l y ( F i g u r e 1a) ( M o n g e r a n d M c M i l l a n , 1 9 8 4 ) . T h e r e , t h e S p i u s a p p a r e n t l y a c c u m u l a t e d o n l o w e r S p e n c e s B r i d g e r o c k s a n d o v e r l a p p e d o n t o a d j a c e n t b a s e m e n t , p a r t s o f w h i c h m a y h a v e b e e n s t r i p p e d o f l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p s t r a t a d u r i n g t h e i n t e r v a l o f e r o s i o n d i s c u s s e d e a r l i e r ( M o n g e r , 1 9 8 2 ) . A s i n d i c a t e d b y h i g h l y a m y g d a l o i d a l t e x t u r e s , m o s t S p i u s f l o w s w e r e v o l a t i l e - r i c h a n d p r o b a b l y v e r y f l u i d . T h e g e n e r a l a b s e n c e o f i n t e r c a l a t e d e l a s t i c s s u g g e s t s t h a t S p i u s F o r m a t i o n f o r m e d a s e q u e n c e w i t h a l o w p r o f i l e a n d g e n t l e a n g l e o f d e p o s i t i o n . R e d d e n e d ( o x i d i z e d ) f l o w s a n d a l a c k o f p i l l o w s i m p l i e s s u b a e r i a l d e p o s i t i o n . L a v a o f t h i s f o r m a t i o n p r o b a b l y f l o w e d i n t o in l o w - l y i n g a r e a s o f p a l e o t o p o g r a p h y , t h e n a c c u m u l a t e d a s a s h i e l d v o l c a n o . 5.5 E o c e n e K a m l o o p s G r o u p K a m l o o p s G r o u p h o r n b l e n d e - n e e d l e d a c i t e i s d o w n d r o p p e d in t h e F i g F a u l t Z o n e a n d a m u c h s m a l l e r g r a b e n a d j a c e n t t h e M c l n n e s F a u l t . I ts E o c e n e a g e i s c o n f i r m e d b y a K - A r w h o l e r o c k d a t e o f 4 9 . 2 ± 1.8 M a ( T a b l e 1). T h e e x c e l l e n t e x p o s u r e f r o m w h i c h t h a t d a t e w a s o b t a i n e d i s l o c a t e d in a r a i l w a y c u t s o u t h w e s t o f t h e M i d d a y C r e e k v a l l e y ( U T M 4 9 0 3 5 5 ) . M a f i c h o r n b l e n d e - b e a r i n g d y k e s c u t l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p s t r a t a a f e w k m s o u t h o f B r o o k m e r e o n M o u n t T h y n n e . T h e i r m i n e r o l o g y a n d g e o c h e m i s t r y i n d i c a t e s t h a t t h e y d o n o t b e l o n g t o t h e S p e n c e s B r i d g e 4 4 G r o u p , b u t m a y b e f e e d e r s t o t h e K a m l o o p s G r o u p . A l s o c o r r e l a t e d w i t h t h a t g r o u p i s a t h i c k s e c t i o n o f p o l y m i c t i c c o n g l o m e r a t e a n d m i n o r s a n d s t o n e e x t e n d i n g f o r 6 k m n o r t h o f i t s u n c o n f o r m a b l e c o n t a c t w i t h S p i u s F o r m a t i o n , n e a r G i l l i s C r e e k . A l t h o u g h b e d d i n g o r i e n t a t i o n s v a r y , d i p s a r e g e n e r a l l y m o d e r a t e t o t h e n o r t h , a n d a t h i c k n e s s o f b e t w e e n 2 a n d 3 k m i s e s t i m a t e d . W e l l r o u n d e d p e b b l e s a n d c o b b l e s , s u p p o r t e d b y a s a n d y m a t r i x , s u g g e s t d e p o s i t i o n in 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 . C l a s t l i t h o l o g i e s a r e v a r i e d , i n c l u d i n g g r a n i t o i d s p l u s N i c o l a , S p e n c e s B r i d g e a n d K a m l o o p s G r o u p v o l c a n i c r o c k s . I m b r i c a t i o n o f p e b b l e s in t h e n o r t h e r n p a r t o f t h e s e c t i o n ( U T M 4 8 7 3 5 7 ) s u g g e s t s a n o r t h w a r d p a l e o c u r r e n t . B e s t e x p o s u r e s a r e a l o n g t h e C o l d w a t e r R i v e r , 4 k m n o r t h o f K i n g s v a l e ( P l a t e 10) . A s d i s c u s s e d in s e c t i o n 4 . 2 . 1 , t h e F i g F a u l t Z o n e i s a c o m p l e x g r a b e n t h o u g h t t o h a v e b e e n a c t i v e in E o c e n e t i m e , d o w n d r o p p i n g S p i u s F o r m a t i o n a n d K a m l o o p s G r o u p v o l c a n i c r o c k s b y t h o u s a n d s o f m e t e r s . T h e t h i c k a c c u m u l a t i o n o f K a m l o o p s G r o u p c o n g l o m e r a t e w a s p r o b a b l y d e p o s i t e d b y a n o r t h - f l o w i n g r i v e r , c o n t e m p o r a n e o u s w i t h d o w n f a u l t i n g . In t h i s w a y t h e g r a b e n w a s f i l l e d a s it f o r m e d . S o m e g r a n i t o i d s , i n c l u d e d in m a p u n i t 1 ( F i g u r e 2 ) , m a y b e o f E o c e n e a g e a n d c o e v a l w i t h t h e K a m l o o p s G r o u p . 45 46 v L ^ J L „ D „ y V e s t ! r r ] s l o P e ° f S h o v e l n o s e M o u n t a i n . R e s i s t a n t k n o l l s a r e m a u v e r h y o l i t e ^ S p e n c e s B r , d 9 e G r o u P c u r v i p l a n a r f l o w b a n d e d S h o v e l n o s e M o u m a i n ' " 9 ' ° W e r S p e n c e s B r i d g e G r o u P m a u v e r h y o l i t e f r o m 47 Plate 5 M a s s i v e l a h a r o v e r l y i n g i n t e r b e d d e d c o a l a n d s a n d s t o n e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p , 0 .5 k m s o u t h e a s t o f K i n g s v a l e ( U T M 5 0 4 3 0 0 ) . 48 P l a t e 8 Z e o l i t e a m y g d u l e s in S p i u s F o r m a t i o n a n d e s i t e n e a r t h e c o n f l u e n c e o f P r o s p e c t a n d S p i u s c r e e k s . 49 P l a t e 9 I n t e r c a l a t e d S p i u s F o r m a t i o n a m y g d a l o i d a l a n d e s i t e a n d c o a r s e p y r o c l a s t i c r o c k s 0.5 k m w e s t o f t h e c o n f l u e n c e o f P r o s p e c t a n d S p i u s c r e e k s . P l a t e 10 K a m l o o p s G r o u p c o n g l o m e r a t e a b o v e t h e w e s t e r n b a n k o f t h e C o l d w a t e r R i v e r 4 k m n o r t h o f K i n g s v a l e . 5 0 6. PETROGRAPHY OF THE SPENCES BRIDGE GROUP 6.1 Introduction T h i s c h a p t e r i s b a s e d o n f i e l d o b s e r v a t i o n s , r o u g h l y 3 0 0 h a n d s p e c i m e n s a n d o v e r 5 0 t h i n s e c t i o n s . B e c a u s e t h e e m p h a s i s o f p e t r o g r a p h y i n t h i s t h e s i s i s o n p r i m a r y m i n e r a l o g y a n d t e x t u r e s , v i s i b l y a l t e r e d a n d h i g h l y a m y g d a l o i d a l s a m p l e s w e r e i n t e n t i o n a l l y a v o i d e d . C o n s e q u e n t l y , t h e m e t a m o r p h i c h i s t o r y o f t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p i s o n l y b r i e f l y d i s c u s s e d a n d t h e r e a d e r i s d i r e c t e d t o e a r l i e r w o r k b y D r o w n ( 1 9 7 3 ) , M a m u ( 1 9 7 4 ) a n d P e a r s o n ( 1 9 7 4 ) f o r d e s c r i p t i o n s o f ( z e o l i t e g r a d e ) m e t a m o r p h i s m n o r t h w e s t o f t h e s t u d y a r e a . P l a g i o c l a s e a n d o r t h o p y r o x e n e c o m p o s i t i o n s w e r e d e t e r m i n e d b y o p t i c a l t e c h n i q u e s d e s c r i b e d in D e e r , H o w i e a n d Z u s s m a n ( 1 9 6 6 ) . P e t r o g r a p h i c t e r m i n o l o g y f o l l o w s d e f i n i t i o n s g i v e n b y H u g h e s ( 1 9 8 2 ) . V i s u a l l y e s t i m a t e d m o d e s f o r w h o l e r o c k , g r o u n d m a s s a n d p h e n o c r y s t s a r e g i v e n in T a b l e 2 f o r s i x S p e n c e s B r i d g e G r o u p l a v a c l a s s i f i c a t i o n s . 6.2 Petrography of the lower Spences Bridge Group T h r e e d i s t i n c t l a v a t y p e s a r e r e c o g n i z e d in t h e s t u d y a r e a a n d m a p p e d a s s e p a r a t e u n i t s in F i g u r e 2 . A n d e s i t e i s t h e m o s t a b u n d a n t t y p e , f o l l o w e d b y q u a r t z - f r e e ( " m a u v e " ) r h y o l i t e a n d q u a r t z - p h y r i c r h y o l i t e . D i s t r i b u t i o n o f t h e s e l i t h o l o g i e s i s d i s c u s s e d in s e c t i o n 5 .2 . 51 TABLE 2; Visually Estimated Modes Of Primary Minerology lower Spences Bridge Group Spius Fm. basaltic acid mauve quartz Spius- lower andesite andesite rhyolite rhyolite type SJ3.-type Whole Rock Mode Mesostasis 40 50 60 50 20 40 Groundmass 40 30 30 30 70 40 Phenocrysts 20 20 10 20 10 20 Groundmass Mode Olivine — — — — 15 — Plagioclase 40 40 70 50 45 40 Pyroxene 30 30 5 tr 20 30 Quartz — — — 40 — — Magnetite 30 30 25 10 20 30 Phenocryst Mode O l i v i n e xc xc — — 99 tr Plagioclase 65 65 70 70 xc 50 Orthopyroxene 19 15 ( 5 xc 25 Augite 13 17 10 f l 5 xc 24 Hornblende -- — o r - i o — — Quartz — — — 15 — — Magnetite 2 4 10 5 1 1 Apatite tr tr tr tr — tr Zircon — — — tr — Pyrite — — — tr — — Notes: tr = trace amount, equilibrium phase; xc = trace amount, xenocryst phase; S B . = Spences Bridge. 5 2 A n d e s i t e s a r e c h a r a c t e r i z e d i n h a n d s p e c i m e n b y t h e i r d a r k b l u i s h t o p u r p l i s h g r e y c o l o r , a b u n d a n t p l a g i o c l a s e a n d p y r o x e n e p h e n o c r y s t s a n d s u b t l y f l o w b a n d e d o r m a s s i v e t e x t u r e . In t h i n s e c t i o n , p h e n o c r y s t s c o n s t i t u t e a b o u t 2 0 % o f t h e r o c k , f i n e g r a i n e d g r o u n d m a s s f r o m 3 0 - 4 0 % a n d l a r g e l y d e v i t r i f i e d g l a s s y m e s o s t a s i s f r o m 4 0 - 5 0 % ( T a b l e 2) . A c i d a n d e s i t e s h a v e a s l i g h t l y h i g h e r m e s o s t a s i s / g r o u n d m a s s r a t i o t h a n b a s a l t i c a n d e s i t e s , but a r e d e c i s i v e l y d i s t i n g u i s h e d o n l y b y c h e m i s t r y ( s e c t i o n 7.2) . G r o u n d m a s s g r a i n s o f p h e n o c r y s t s a r e s o m e t i m e s s l i g h t l y a l i g n e d b u t u s u a l l y h a v e o n l y f e l t y t e x t u r e . P l a g i o c l a s e p h e n o c r y s t s , t y p i c a l l y 2 m m l o n g a n d c o m m o n l y s h o w i n g o s c i l l a t o r y z o n i n g f r o m i n t r a t e l l u r i c c r y s t a l l i z a t i o n , a c c o u n t f o r a b o u t t w o t h i r d s , b y v o l u m e , o f t h e p h e n o c r y s t p o p u l a t i o n . C o m p o s i t i o n s v a r y b o t h w i t h i n i n d i v i d u a l g r a i n s a n d t h r o u g h o u t t h e a n d e s i t e s u i t e b u t a r e u s u a l l y f r o m A n 4 5 t o A n J 5 . In t h e f r e s h e s t s a m p l e s , p l a g i o c l a s e i s n e a r l y f r e e f r o m a l t e r a t i o n ; m o r e c o m m o n l y , g r a i n s a r e v a r i a b l y s a u s s u r i t z e d a n d m a y b e c o m p l e t e l y a l b i t i z e d . B o t h o r t h o p y r o x e n e a n d a u g i t e a r e a l s o u b i q u i t o u s in a n d e s i t e s . O r t h o p y r o x e n e v a r i e s in c o m p o s i t i o n f r o m E n 8 0 ( b r o n z i t e ) t o E n 6 5 ( h y p e r s t h e n e ) . It i s t h e l e a s t s t a b l e p h e n o c r y s t , c o m m o n l y a l t e r e d t o c h l o r i t e . It i s n o r m a l l y a c i c u l a r a n d u s u a l l y u n t w i n n e d , b u t i s o c c a s i o n a l l y t w i n n e d b y i n t e r p e n e t r a t i o n ( P l a t e 11) . A u g i t e , m o r e s t a b l e t h a n e i t h e r p l a g i o c l a s e o r o r t h o p y r o x e n e , f o r m s s t u b b y , n e a r l y e q u a n t g r a i n s a l m o s t i n v a r i a b l y c o n t a c t t w i n n e d o n ( 1 0 0 ) ( P l a t e 12). O r t h o p y r o x e n e a n d a u g i t e 5 3 e a c h c o m p r i s e a b o u t 1 6 % o f t h e p h e n o c r y s t v o l u m e , w i t h a u g i t e b e i n g l e s s a b u n d a n t in a c i d a n d e s i t e t h a n b a s a l t i c a n d e s i t e . M a g n e t i t e p h e n o c r y s t s , n o t v i s i b l e i n h a n d s p e c i m e n , c o n s t i t u t e o n l y 3 % o f t h e p h e n o c r y s t s . R a r e l y , t h e f o r m e r p r e s e n c e o f o l i v i n e i s i n f e r r e d f r o m p s e u d o m o r p h s c o m p o s e d o f s e r p e n t i n e (or s o m e o t h e r m a f i c p h y l l o s i l i c a t e ) a n d o p a q u e o x i d e s . B e c a u s e o f i t s r a r e o c c u r r e n c e , o l i v i n e i s r e g a r d e d a s x e n o c r y s t i c a n d n o t p a r t o f t h e e q u i l i b r i u m p h e n o c r y s t a s s e m b l a g e . A p a t i t e e x i s t s in t r a c e a m o u n t s in s o m e a n d e s i t e s a s i n c l u s i o n s in p l a g i o c l a s e o r p y r o x e n e . In a l l t h e a n d e s i t e s , s o m e p l a g i o c l a s e a n d p y r o x e n e g r a i n s s i t i s o l a t e d w h i l e o t h e r s f o r m g l o m e r o c r y s t s ( P l a t e s 1 3 - 1 5 ) . B e c a u s e o r t h o p y r o x e n e c o n t r i b u t e s o n l y m i n i m a l l y t o s u c h g l o m e r o p o r p h y r i t i c t e x t u r e , p h e n o c r y s t c l u s t e r s a r e m a i n l y c o m p o s e d o f a u g i t e a n d p l a g i o c l a s e . T h e o c c a s i o n a l i n c o r p o r a t i o n o f o r t h o p y r o x e n e a n d m a g n e t i t e i n t o g l o m e r o c r y s t s , h o w e v e r , a t t e s t s t o t h e c o n c u r r e n t p r e c i p i t a t i o n o f a l l f o u r m a j o r p h a s e s u n d e r i n t r a t e l l u r i c c o n d i t i o n s . A l t h o u g h m a g n e t i t e p h e n o c r y s t s a r e r e l a t i v e l y l o w in a b u n d a n c e , s m a l l e r g r a i n s c o m p r i s e n e a r l y a t h i r d o f t h e g r o u n d m a s s in a n d e s i t e s . P y r o x e n e (30%) a n d p l a g i o c l a s e (40%) c o m p l e t e s t h e g r o u n d m a s s m o d e . R h y o l i t e l a c k i n g q u a r t z p h e n o c r y s t s , l i s t e d a s m a u v e r h y o l i t e in T a b l e 2 , i s s i m i l a r in g e n e r a l a p p e a r a n c e t o a n d e s i t e in t h i n s e c t i o n . D i f f e r e n c e s i n c l u d e h i g h e r m e s o s t a s i s a n d l o w e r p h e n o c r y s t p r o p o r t i o n s , m u c h h i g h e r p l a g i o c l a s e / p y r o x e n e g r o u n d m a s s a n d p h e n o c r y s t r a t i o s , a n i n c r e a s e in p h e n o c r y s t m a g n e t i t e , a n d h i g h e r a p a t i t e c o n t e n t s . In h a n d s p e c i m e n a n d 5 4 o u t c r o p s c a l e s m a u v e r h y o l i t e i s i d e n t i f i e d b y a n e a r a b s e n c e o f m a f i c p h e n o c r y s t s . C o n s p i c u o u s f l o w b a n d i n g h a s f a c i l i t a t e d f r a c t u r i n g a n d s u b s e q u e n t g r o u n d w a t e r f l o w , c a u s i n g g r e a t e r a l t e r a t i o n t o r h y o l i t e t h a n t o c o n t i g u o u s a n d e s i t e . Q u a r t z r h y o l i t e d i f f e r s f r o m m a u v e r h y o l i t e in s e v e r a l w a y s . In a d d i t i o n t o l i g h t g r e y c o l o r , q u a r t z p h e n o c r y s t s , r e d u c e d m a g n e t i t e a n d i n c r e a s e d a p a t i t e c o n t e n t s , p l u s t r a c e a m o u n t s o f p y r i t e , s o m e q u a r t z r h y o l i t e c o n t a i n s h o r n b l e n d e in p l a c e o f p y r o x e n e . S u c h h o r n b l e n d e , i d e n t i f i e d in h a n d s p e c i m e n b y i t s a c i c u l a r s h a p e , b l a c k c o l o r a n d l o w l u s t r e , i s l a r g e l y a l t e r e d t o o p a q u e o x i d e s . Q u a r t z g r a i n s , w h i c h f o r m r e s i s t a n t b u m p s o n w e a t h e r e d o u t c r o p s u r f a c e s , a r e e x t r e m e l y e m b a y e d in t h i n s e c t i o n ( P l a t e 16) . B e c a u s e t h e s t a b i l i t y o f q u a r t z in m a g m a i s r e d u c e d w i t h d e c r e a s i n g p r e s s u r e ( G i l l , 1 9 8 1 ) , s u c h c o r r o s i o n m a y b e t h e r e s u l t o f p r e c i p i t a t i o n at d e p t h f o l l o w e d b y p a r t i a l r e s o r p t i o n u p o n m a g m a t i c u p r i s e . A l t e r n a t e l y , t h e q u a r t z g r a i n s m a y b e x e n o c r y s t s r e n d e r e d u n s t a b l e a n d c o r r o d e d b y t h e h o s t m e l t , bu t t h e r e s o r p t i o n e x p l a n a t i o n i s p r e f e r r e d b e c a u s e o f a b u n d a n t q u a r t z in t h e g r o u n d m a s s ( T a b l e 2 ) a n d h i g h s i l i c a c o n t e n t o f t h e r o c k s ( s e c t i o n 7 .2 .1) . T u f f a c e o u s r o c k s o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p c o m p r i s e a w i d e v a r i e t y o f l i t h o l o g i e s , f r o m a i r f a l l t u f f t o a g g l o m e r a t e . L i t h o l o g i c d e s c r i p t i o n s a n d d i s t r i b u t i o n s a r e d i s c u s s e d in s e c t i o n 5 .2 . O n e v i s u a l l y s t r i k i n g r o c k t y p e i s w e l d e d i g n i m b r i t e c o n t a i n i n g c o l l a p s e d p u m i c e f r a g m e n t s ( f i a m m e ) a n d s h a r d s . M o r e c o m m o n l y , t u f f s a r e n o n w e l d e d a n d 55 c o n t a i n u n d e f o r m e d o r g e n t l y c o m p r e s s e d d e v i t r i f i e d s h a r d s ( P l a t e 17). F r a g m e n t a l v o l c a n i c r o c k s c o n t a i n g r a i n s o f t h e v a r i o u s m i n e r a l s f o u n d in l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p l a v a s , n a m e l y p l a g i o c l a s e , p y r o x e n e , m a g n e t i t e , a p a t i t e a n d q u a r t z . T h e y t e n d t o b e m o r e f e l s i c . than a n d e s i t e s w i t h w h i c h t h e y a r e f r e q u e n t l y i n t e r b e d d e d , s u g g e s t i n g t h a t m a g m a s o f h i g h e r s i l i c a c o n t e n t w e r e m o r e e x p l o s i v e . 6.3 Petrography of Spius Formation L a v a o f S p i u s F o r m a t i o n c o m p r i s e s t w o d i s t i n c t e n d - m e m b e r l i t h o l o g i e s d e f i n i n g a s p e c t r u m o f r o c k t y p e s . T h e f i r s t l i t h o l o g y t o b e d i s c u s s e d i s h e r e i n c a l l e d S p i u s - t y p e , t h e s e c o n d is l o w e r S p e n c e s B r i d g e - t y p e f o r r e a s o n s w h i c h w i l l b e g i v e n in t h i s s e c t i o n a n d d e v e l o p e d in s e c t i o n 7 .3 .2 . S p i u s - t y p e l a v a i s f o u n d e x c l u s i v e l y in S p i u s F o r m a t i o n . It i s a m y g d a l o i d a l , e x c e p t f o r s o m e f l o w b o t t o m s , w i t h v e s i c l e s f i l l e d b y c h l o r i t e , z e o l i t e s , c h a l c e d o n y a n d o t h e r l o w m e t a m o r p h i c g r a d e m i n e r a l s . F r o m a m y g d u l e s , P . B . R e a d ( p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 6 ) i d e n t i f i e d l a u m o n t i t e b y X - r a y d i f f r a c t i o n a n d p r e h n i t e b y o p t i c a l m e a n s a n d c o n c l u d e d t h a t S p e n c e s B r i d g e G r o u p r o c k s in t h e s t u d y a r e a w e r e a l t e r e d t o z e o l i t e g r a d e . T h e m e s o s t a s i s ( d e v i t r i f i e d g l a s s ) c o n s t i t u t e s o n l y a b o u t 2 0 % o f t h e r o c k , w h e r e a s t h e g r o u n d m a s s m a k e s up 7 0 % ( T a b l e 2) . T h e r e m a i n i n g 1 0 % i s o c c u p i e d a l m o s t e n t i r e l y b y p s e u d o m o r p h s o f s e r p e n t i n e (or o t h e r m a f i c p h y l l o s i l i c a t e s ) a n d o p a q u e o x i d e s a f t e r o l i v i n e ( P l a t e 18) . N o r e l i c t o l i v i n e r e m a i n s , bu t c h a r a c t e r i s t i c s i x s i d e d o u t l i n e s , c o n s i s t e n t l y m a f i c p s e u d o m o r p h s , a n d t h e l a c k o f a n o t h e r s i l i c a t e p h e n o c r y s t p h a s e 5 6 a r g u e s t r o n g l y f o r t h e f o r m e r p r e s e n c e o f o l i v i n e . T r a c e a m o u n t s o f a n h e d r a l , a p p a r e n t l y p a r t i a l l y d e c o m p o s e d c r y s t a l s o f p l a g i o c l a s e , o r t h o p y r o x e n e a n d a u g i t e a r e p r e s e n t in m o s t s a m p l e s ( P l a t e s 1 9 - 2 3 ) . S u c h g r a i n s , b e c a u s e o f t h e i r c o n s i s t e n t l y r a g g e d a p p e a r a n c e a n d p r o b a b l e s t a t e o f d i s e q u i l i b r i u m w i t h t h e h o s t m e l t , a r e i n t e r p r e t e d a s b e i n g c o r r o d e d x e n o c r y s t s . M a g n e t i t e g r a i n s a r e f o u n d w i t h i n a n d a d j a c e n t t o m a n y o f t h e a n h e d r a l a u g i t e c r y s t a l s , t h e i r g r o w t h a p p a r e n t l y f a c i l i t a t e d b y l i b e r a t i o n o f i r o n d u r i n g c o r r o s i o n ( P l a t e s 19 , 2 ) . T h e g r o u n d m a s s i s d o m i n a t e d b y s t r o n g l y a l i g n e d , u n z o n e d m i c r o l i t e s o f p l a g i o c l a s e ( A n 5 0 - A n 6 0 ) , c r e a t i n g a s t r i k i n g h y a l o p i l i t i c t e x t u r e , , w i t h l e s s e r a m o u n t s o f o l i v i n e , p y r o x e n e a n d m a g n e t i t e . A n e x c e l l e n t e x a m p l e o f S p i u s - t y p e l a v a w i t h a l m o s t n o x e n o c r y s t s c a n b e f o u n d i m m e d i a t e l y a b o v e t h e u p p e r m o s t l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p s t r a t a , a b o u t 5.5 k m e a s t o f K i n g s v a l e ( U T M 5 5 3 2 9 5 ) . T h o r k e l s o n ( 1 9 8 5 ) n o t e d t h e o c c a s i o n a l p r e s e n c e o f o u t w a r d l y s i m i l a r a m y g d a l o i d a l r o c k s w i t h i n t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p ( F i g u r e 3) . T h o s e f l o w s , h o w e v e r , d o n o t c o n t a i n o l i v i n e o r i t s p s e u d o m o r p h s . T h e o t h e r e n d m e m b e r o f t h e l a v a s p e c t r u m in S p i u s F o r m a t i o n i s l o w e r S p e n c e s B r i d g e - t y p e . T h a t l i t h o l o g y i s i d e n t i c a l in m o s t w a y s t o a n d e s i t e l a v a o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p , w i t h p l a g i o c l a s e d o m i n a t i n g t h e p h e n o c r y s t a s s e m b l a g e f o l l o w e d b y e q u a l a m o u n t s o f a u g i t e a n d b r o n z i t i c t o h y p e r s t h e n i c o r t h o p y r o x e n e . L i k e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p a n d e s i t e s , t h i s t y p e a l s o h a s t r a c e a m o u n t s o f s e r p e n t i n e a f t e r o l i v i n e , f e l t y g r o u n d m a s s a n d o r t h o p h y r i c p h e n o c r y s t t e x t u r e s , p l u s a h i g h 5 7 p e r c e n t a g e o f m e s o s t a s i s . U n l i k e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p a n d e s i t e s , t h i s l a v a t y p e h a s m i n o r a m o u n t s o f c o r r o d e d a u g i t e . S p i u s - t y p e m a g m a s w e r e p r o b a b l y h o t t e r a n d r i c h e r in v o l a t i l e s t h a t l o w e r S p e n c e s B r i d g e - t y p e m a g m a s a s i n d i c a t e d b y t h e ( f o r m e r ) p r e s e n c e o f o n l y o l i v i n e p h e n o c r y s t s , a n d t h e a b u n d a n c e o f a m y g d u l e s . A g o o d e x a m p l e o f t h i s l a v a t y p e i s l o c a t e d at U T M 3 9 3 4 1 7 , a b o u t 2 0 m e a s t o f t h e S p i u s C r e e k r o a d . L a v a s w h i c h a r e i n t e r m e d i a t e b e t w e e n S p i u s - t y p e a n d l o w e r S p e n c e s B r i d g e - t y p e s h o w v a r i a b l e a m o u n t s o f p s e u d o m o r p h e d o l i v i n e p l u s h i g h l y c o r r o d e d c r y s t a l s a n d g l o m e r o c r y s t s o f p l a g i o c l a s e , c o n t a c t - t w i n n e d a u g i t e a n d s c a t t e r e d o r t h o p y r o x e n e w i t h i n a v a r i a b l y h y a l o p i l i t i c g r o u n d m a s s . T h e p r e s e n c e o f s u c h c o r r o d e d m i n e r a l s , w h i c h , i f u n d a m a g e d w o u l d t y p i f y t h e m a i n p h e n o c r y s t a s s e m b l a g e in l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p a n d e s i t e s , s u g g e s t s t h a t h o t t e r , S p i u s - t y p e m a g m a m i x e d in v a r i a b l e p r o p o r t i o n s w i t h c o o l e r , m o r e f r a c t i o n a t e d a n d l e s s h y d r a t e d l o w e r S p e n c e s B r i d g e - t y p e m e l t s a n d r e n d e r e d p h e n o c r y s t s o f t h e l a t t e r t y p e u n s t a b l e . W h e r e S p i u s - t y p e m a g m a d o m i n a t e d t h e m i x t u r e , t h e r e s u l t a n t l a v a w a s r i c h in o l i v i n e a n d p o o r i n c o r r o d e d l o w e r S p e n c e s B r i d g e - t y p e p h e n o c r y s t s . W h e r e l o w e r S p e n c e s B r i d g e - t y p e m a g m a d o m i n a t e d , o l i v i n e c e a s e d t o b e p r e c i p i t a t e d , a n d i n s t e a d p l a g i o c l a s e a n d p y r o x e n e w e r e f o r m e d . In t h e s t u d y a r e a , m o s t S p i u s F o r m a t i o n f l o w s c o n s i s t o f h y a l o p i l i t i c , a m y g d a l o i d a l l a v a b e a r i n g p s e u d o m o r p h s o f o l i v i n e , s u g g e s t i n g t h a t S p i u s - t y p e m a g m a s d o m i n a t e d t h e m a j o r i t y o f m i x t u r e s . T h e f o r m e r p r e s e n c e o f o l i v i n e s u g g e s t s t h a t a f t e r m i x i n g o n l y m i n i m a l f r a c t i o n a t i o n 58 o c c u r r e d . T h e s e h y p o t h e s e s a r e s u p p o r t e d b y p a t t e r n s o f t r a c e e l e m e n t s , d i s c u s s e d in s e c t i o n 7 .3 .2 . 59 0.5mm Plate 11 I n t e r p e n e t r a t i o n - t w i n n e d b r o n z i t e i n l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p b a s a l t i c a n d e s i t e . C r o s s e d p o l a r i z e r s . 0.5mm Plate 12 E u h e d r a l a u g i t e t w i n n e d o n (100) in l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p a c i d a n d e s i t e . C r o s s e d p o l a r i z e r s . 6o Plate 14 A u g i t e ( w i t h m i n o r h y p e r s t h e n e ) g l o m e r o c r y s t in l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p a n d e s i t e . C r o s s e d p o l a r i z e r s . 6 i P l a t e 15 P l a g i o c l a s e ( g r e y ) , a u g i t e ( b l u e ) a n d h y p e r s t h e n e ( b r o w n ) g l o m e r o c r y s t in l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p a c i d a n d e s i t e . C r o s s e d p o l a r i z e r s . 0.5mm P l a t e 16 D e e p l y e m b a y e d ( c o r r o d e d ) q u a r t z c r y s t a l in h i g h - s i l i c a l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p r h y o l i t e . C r o s s e d p o l a r i z e r s . 62 P l a t e 18 P s e u d o m o r p h o f s e r p e n t i n e (or a n o t h e r m a f i c p h y l l o s i l i c a t e ) a f t e r o l i v i n e i n S p i u s F o r m a t i o n b a s a l t i c a n d e s i t e . C r o s s e d p o l a r i z e r s . 63 6k Jnd!.S. Crosled'pol'ariz^s6 + p l a 9 i o c , a s e 9 'omerocryst in Spius Formation 6 5 7 . G E O C H E M I S T R Y O F T H E S P E N C E S B R I D G E G R O U P 7.1 I n t r o d u c t i o n T h i r t e e n l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p a n d 10 S p i u s F o r m a t i o n s p e c i m e n s , a l l l a v a s , w e r e a n a l y z e d f o r m a j o r e l e m e n t s b y X - r a y f l u o r e s c e n c e b y 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 in O t t a w a . A l l s a m p l e s , e x c e p t f o r 2 f r o m t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p , w e r e a d d i t i o n a l l y a n a l y z e d , a l s o b y X R F , f o r t r a c e e l e m e n t s at t h e D e p a r t m e n t o f O c e a n o g r a p h y , 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 . F i e l d l o c a t i o n s a n d c o m p l e t e c h e m i c a l d a t a s e t s o f s p e c i m e n s a r e I j s t e d in T a b l e 3 . A k e y t o c h e m i c a l p l o t s i s g i v e n in F i g u r e 5 . 7 .2 G e o c h e m i s t r y o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p 7.2.7 Major element chemistry A n a l y s i s o f t h e g e o c h e m i s t r y o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p b e g i n s w i t h a c l a s s i f i c a t i o n p l o t o f K 2 0 a n d S i 0 2 c o n t e n t s ( F i g u r e 6 ) ( a f t e r T a y l o r , 1 9 6 9 ) . M o s t s a m p l e s a r e c l a s s i f i e d a s l o w t o m e d i u m K a n d e s i t e , e v e n l y s p l i t b e t w e e n b a s a l t i c a n d a c i d t y p e s . N o b a s a l t s o r d a c i t e s a r e p r e s e n t in t h e s u i t e , b u t t h r e e s a m p l e s , w i t h S i 0 2 > 6 8 % , a r e c l a s s e d a s r h y o l i t e . T h e r e l a t i v e s c a r c i t y o f r h y o l i t e i s d u e t o b i a s in s a m p l i n g t o w a r d m a f i c r o c k s ; t h e p r e s e n c e o f d a c i t e in t h e s t u d y a r e a i s t h e r e f o r e c o n s i d e r e d p r o b a b l e , bu t t h e p r e s e n c e o f b a s a l t u n l i k e l y . A l t h o u g h n o t T A B L E 3: M a j o r A n d Trace E l e m e n t C h e m i s t r y l o w e r S p e n c e s B r idge G r o u p S a m p l e # 5 8 B 7 4 B 1 1 4 1 1 7 1 5 5 B 2 2 6 B L a t i t u d e N . 4 9 ' 5 5 ' 2 6 ' 4 9 ' 5 6 ' 30 " 4 9 ' 5 7 ' 4 0 * 4 9 ' 5 6 - 5 0 ' 5 0 ' 0 0 - 1 9 ' 4 9 ' 5 2 ' 2 5 * L o n g i t u d e W. 1 2 0 ' 5 7 ' 1 0 ' 1 2 0 ' 5 8 ' 4 5 ' 1 2 1 ' 0 1 ' 5 4 ' 1 2 1 " 0 0 - 3 7 ' 1 2 1 ' 0 3 ' 36" 1 2 0 ' 5 1 ' 0 2 ' U T M c o o r d i n a t e s 4 7 0 3 2 0 4 5 1 3 3 9 4 1 2 3 6 0 4 2 7 3 4 5 3 9 0 4 0 7 5 4 4 2 6 6 R o c k t y p e p l + p x and. p l + p x and. p l + p x and. p l + p x and. p l + p x and. p l + p x and. S i O , 5 8 . 8 6 0 . 9 6 1 . 5 5 4 . 3 5 5 . 8 6 0 . 3 T i O , 0 . 76 0 .81 0 . 8 8 1.25 0 .81 0 . 7 9 A l , 0 , 18.5 15.7 16 .5 17 .2 17.0 16.7 M n O 0 . 1 3 0 . 1 3 0 . 1 3 0 . 1 6 0 . 1 8 0 . 1 4 M g O 2 . 9 8 3 . 6 2 2 . 4 2 4 . 2 2 4 . 6 5 1.86 F e O * 6.1 5 .9 5.7 8 .4 7.5 6.2 C a O 6.11 5 . 8 8 5 . 8 9 8 . 9 6 8 . 7 2 5 . 3 4 N a , 0 2 .9 2.7 2.4 2 .9 2.4 3.0 K , 0 0 .34 2 . 0 7 2 . 0 9 0 .91 0 . 8 7 2 . 2 5 H , 0 2.3 1.9 1.7 1.3 1.1 1.2 C O , 0.2 0 .2 0.1 0.1 0 .5 0 .5 P . O , 0 . 1 8 0 . 2 0 0 . 2 4 0 . 3 0 0 . 1 9 0 . 1 9 B a 5 8 2 . 6 6 4 3 . 8 6 7 6 . 9 3 2 5 . 3 2 6 1 . 8 7 9 9 . 2 C r 9 61 - 6 3 9 4 1 2 4 N b 5.4 6 .0 5 .7 4 . 8 4 .7 6 .6 N i 8 .9 18 .3 9 .0 18.1 1 1.9 13 .4 R b 3.2 3 5 . 5 3 9 . 5 9 .2 10.6 5 4 . 9 S r 5 1 6 . 4 5 1 9 . 4 6 3 0 . 8 6 5 9 . 4 5 9 6 . 3 4 3 6 . 2 V 141 .8 1 7 2 . 7 4 1 2 . 7 2 8 3 . 6 2 6 1 . 7 1 5 6 . 4 Y 3 2 . 7 2 1 . 5 26 .1 2 8 . 4 2 2 . 5 2 8 . 5 Z r 166.1 1 3 5 . 9 1 6 1 . 6 1 2 7 . 7 7 8 . 0 1 8 4 . 2 N o t e s ; S i O , to P , 0 , in weight%; Ba to Zr in ppm; F e O * = total Fe as F e O ; p l + p x and. = plagioclase + p y r o x e n e andesite. continued. . . T A B L E 3, c o n t i n u e d l o w e r S p e n c e s B r idge G r o u p S a m p l e # 1 7 7 C 2 6 8 C 2 9 8 C 3 2 2 C 3 2 7 C 3 4 5 L a t i t u d e N . 4 9 * 5 1 ' 5 0 ' 4 9 ' 5 1 ' 3 5 * 4 9 * 5 1 ' 3 6 * 4 9 ' 5 8 ' 3 2 * 4 9 ' 5 7 ' 5 4 * 4 9 ' 5 6 ' 5 0 ' L o n g i t u d e W. 1 2 0 ' 5 1 * 10* 1 2 0 * 5 5 ' 2 1 * 1 2 0 ' 5 3 ' 54* 1 2 1 ' 0 1 ' 17* 1 2 1 * 0 2 ' 4 3 * 12 T 0 1 ' 1 0 ' U T M c o o r d i n a t e s 5 4 3 2 5 5 4 9 3 2 4 9 51 1 2 4 9 4 1 9 3 7 6 4 0 2 3 6 4 4 2 1 3 4 4 R o c k t y p e m. rhyolite m. rhyolite q . rhyolite p l + p x and. p l + p x and. p l + p x and. S i O , 66 .1 6 7 . 4 7 1 . 9 5 6 . 5 5 5 . 4 6 0 . 7 T i O , 0 . 7 6 1.30 0 . 3 3 0 . 8 0 1.08 0 . 7 2 A l , 0 , 15.4 15 .5 14.8 17 .4 16 .9 17 .3 M n O 0 . 0 9 0 . 1 0 0 . 0 6 0 . 1 6 0 . 1 4 0 . 1 3 M g O 0 . 7 0 0 . 5 3 0 . 4 0 4 . 5 3 3 . 8 9 2 . 6 3 F e O * 3.1 3.7 1.9 7 .8 7.9 5.9 C a O 4 . 4 3 2 . 2 5 0 . 9 8 8 6 6 8 . 1 6 6 . 3 4 N a , 0 3 .4 4 .2 4.1 2 .2 2 .3 2.6 K , 0 1.06 2 . 7 4 2 .87 0 . 8 4 1.24 1.06 H , 0 3 .4 0 .9 0 .7 1.0 1.5 1.7 C O , 0.1 0 .6 0.4 0 .2 0.1 0.5 P P , 0 . 1 9 0 . 2 7 0 . 1 0 0 . 1 8 0 . 2 9 0 . 1 6 B a 8 2 3 . 9 9 1 1.7 2 5 5 . 9 3 8 6 . 7 C r 1 1 4 0 17 N b 12.2 7.1 4 .0 5.1 N i 5 .0 3.0 1 1.1 15 .0 R b 3 7 . 7 6 6 . 2 10 .7 3 7 . 7 S r 5 6 1 . 2 2 8 3 . 7 6 0 8 . 1 6 6 6 . 3 V 4 8 . 6 2 9 . 8 2 6 3 . 6 2 3 1 . 3 Y 3 5 . 5 18 .5 2 1 . 0 2 3 . 3 Z r 3 1 9 . 8 1 4 7 . 9 75 .1 1 17 .6 N o t e s ; S i O , to P , 0 , in weight%; Ba to Zr in ppm; F e O * = total Fe as F e O ; m. rhyolite = mauve rhyol ite; q . rhyolite = quartz rhyol i te ; p l + p x and. = p lag ioc lase + p y r o x e n e andesi te . continued. . . T A B L E 3, c o n t i n u e d l o w e r S p e n c e s B r idge G r o u p S p i u s F o r m a t i o n S a m p l e # 3 7 0 B 9 7 B 1 3 4 B 1 3 6 B 1 4 7 B L a t i t u d e N . 4 9 " 5 7 ' 2 6 ' 4 9 " 5 9 ' 5 0 ' 4 9 * 5 9 ' 28" 4 9 * 5 9 - 0 6 " 5 0 * 0 1 - 3 0 ' L o n g i t u d e W. 1 2 0 ' 59 " 4 2 ' 121* 0 2 ' 1 9 ' 1 2 T 0 1 - 2 1 ' 1 2 1 * 0 V 3 7 ' 1 2 T 0 2 ' 1 8 ' U T M c o o r d i n a t e s 4 3 8 3 5 6 4 0 6 4 0 0 4 1 7 3 9 3 4 1 4 3 8 6 4 0 5 4 3 1 R o c k t y p e p l + p x and. serp . and. se rp . and. se rp . and. se rp . and. S i O , 5 3 . 5 5 4 . 3 5 2 . 3 5 7 . 6 5 8 . 9 T i O , 0 . 9 2 1.12 1.14 1.10 0 . 9 0 A I . O , 16.9 16 .9 17 .3 16 .2 15.7 M n O 0 .17 0 . 1 3 0 . 1 4 0 . 1 2 0 . 1 2 M g O 5 . 9 4 5 . 4 9 5 . 1 3 4 .01 3 .31 F e O * 8.2 6.7 8.1 6.4 5 .9 C a O 9 . 3 6 4 . 4 9 7 . 8 4 7 . 6 5 5 . 3 9 Na ,0 2.2 2 .5 3 .2 2 .5 2 .5 K,0 0 . 6 5 1.60 1.41 0 .41 1.46 H,0 1.8 4.2 0 .9 2 .8 3.2 C O , 0.1 0.1 0.1 0 .2 1.3 P,O, 0 . 2 2 0 . 4 8 0 . 5 7 0 . 3 6 0 . 2 6 B a 2 5 2 . 3 5 2 9 . 8 3 4 1 . 4 4 9 8 . 6 8 3 7 . 8 C r 7 8 131 1 3 8 1 0 3 4 9 N b 3.7 12 .3 13 .9 10 .4 7.5 N i 3 3 . 4 1 0 1 . 5 8 2 . 0 6 7 . 8 3 1 . 8 R b 6.1 2 6 . 6 16 .8 9 .7 24 .1 S r 7 8 5 . 9 5 2 7 . 5 7 3 1 . 7 7 6 3 . 4 6 6 6 . 2 V 2 5 6 . 7 1 7 3 . 0 1 5 9 . 9 1 3 4 . 6 1 3 3 . 5 Y 2 3 . 2 2 9 . 8 2 9 . 4 2 7 . 5 2 3 . 2 Z r 7 6 . 4 1 9 9 . 9 2 1 8 . 4 2 0 0 . 9 1 5 5 . 8 N o t e s : S i O , to P , 0 , in weight%; Ba to Zr in ppm; F e O * = total Fe as F e O ; p l + p x and. = p lagioclase + p y r o x e n e andesite ; se rp . and. = s e r p e n t i n e - a f t e r - o l i v i n e andes i te . continued. . , T A B L E 3, c o n t i n u e d S p i u s F o r m a t i o n S a m p l e # 1 4 9 A 1 5 2 H 2 8 4 C 2 9 2 C 3 6 2 3 7 6 B L a t i t u d e N. 5 0 ' 0 1 ' 3 T 5 0 ' 0 0 ' 5 3 " 4 9 ' 5 4 ' 27" 4 9 ' 5 4 ' 04* 4 9 ' 5 8 ' 2 5 " 4 9 ' 5 9 ' 1 2 " L o n g i t u d e W. 12 T 0 2 ' 4 4 " 1 2 1 ' 0 3 ' 2 3 ' 1 2 0 ' 5 5 ' 23" 1 2 0 ' 5 0 ' 24" 1 2 0 ' 5 9 ' 30 " 1 2 1 " 0 2 ' 3 2 " U T M c o o r d i n a t e s 4 0 0 4 3 1 3 9 2 4 1 8 4 9 1 3 0 2 5 5 2 2 9 6 4 4 1 3 7 6 4 0 3 3 8 7 R o c k t y p e p l + p x and. p l + p x and. s e r p . and. s e r p . and. s e r p . a n d . s e r p . a n d . S i O , 5 8 . 0 5 7 . 8 5 4 . 2 5 7 . 8 5 8 . 6 5 7 . 8 T i O , 0 . 9 3 0 . 9 3 1.30 1.00 1 . 0 9 1.1 1 A l , 0 , 15.6 16.2 . 16.4 16 .3 1 6 . 2 1 6 . 3 M n O 0 . 1 2 0.1 1 0 . 1 5 0 . 1 0 0 . 1 4 0 . 1 3 M g O 4 . 8 2 4 . 4 9 4 .71 4 . 3 9 4 . 2 4 4 . 2 3 F e O * 6.2 6.6 7.6 6 .2 6 . 5 6 . 5 C a O 6 .59 7 . 3 5 8 4 3 7 . 5 9 6 . 5 4 7 .70 N a , 0 2 .3 2 .3 2 .3 2 . 3 2 .6 2 .9 K , 0 0 .94 1.44 0 . 5 9 0 . 7 4 1.60 0 . 4 0 H , 0 3.1 1.3 2.3 2.9 0 .9 2 . 6 C O , 0.2 0.1 0.1 0 .7 0.1 0.1 p,o, 0 . 3 0 0 .31 0 . 5 2 0 . 3 9 0 . 3 5 0 . 3 6 B a 348 .1 5 3 5 . 1 5 4 9 . 4 5 7 6 . 7 5 9 4 . 0 5 9 3 . 4 C r 104 101 1 1 9 1 4 2 1 0 7 1 0 3 N b 5 .9 7.0 10.9 15 .3 10 .8 10.1 N i 63.1 6 3 . 5 6 9 . 4 7 3 . 4 7 2 . 3 6 8 . 5 R b 19.8 2 5 . 2 6.5 9 .2 3 0 . 4 7 .5 S r 7 7 9 . 8 5 6 9 . 1 8 0 3 . 0 7 7 2 . 3 5 4 8 . 3 9 5 3 . 5 V 159.1 1 6 3 . 6 1 8 2 . 8 1 4 2 . 3 141 .1 1 4 2 . 0 Y 2 3 . 9 2 4 . 3 3 2 . 9 2 4 . 9 2 8 . 7 2 4 . 4 Z r 134 .5 1 5 7 . 0 2 0 0 . 4 1 7 7 . 8 2 0 0 . 4 1 8 0 . 0 N o t e s : S i O , to P,0, in weight%; Ba to Zr in ppm; F e O * = total Fe as F e O ; p l + p x and. = p lagioclase + p y r o x e n e andesite ; se rp . and. = s e r p e n t i n e - a f t e r - o l i v i n e andesite . 7 0 c l a s s e d s e p a r a t e l y o n t h i s d i a g r a m , t w o t y p e s o f r h y o l i t e a r e r e p r e s e n t e d : t h e t w o s p e c i m e n s w i t h 6 8 % < S i O 2 < 7 0 % a r e p l a g i o c l a s e + p y r o x e n e p h y r i c a n d u s u a l l y m a u v e in c o l o r ; t h e s a m p l e w i t h S i 0 2 = 7 3 . 5 % h a s q u a r t z p h e n o c r y s t s i n a d d i t i o n t o p l a g i o c l a s e + p y r o x e n e / h o r n b l e n d e . T h e f o r m e r t y p e w i l l b e r e f e r r e d t o a s m a u v e r h y o l i t e , t h e l a t t e r a s q u a r t z r h y o l i t e . P e t r o g r a p h i c d e t a i l s a r e g i v e n in s e c t i o n 6 .2 . T h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p i s f u r t h e r c l a s s i f i e d o n s e v e r a l c h e m i c a l d i a g r a m s . F i g u r e 7 , p l o t t i n g K 2 0 + N a 2 0 v s . S i 0 2 , s h o w s t h a t t h e s u i t e i s e n t i r e l y s u b a l k a l i n e ( I r v i n e a n d B a r a g a r , 1 9 7 1 ) . F i g u r e 8 , b a s e d o n M g O t o F e O * ( t o t a l i r o n a s F e O ) r a t i o s , i n d i c a t e s a c a l c a l k a l i n e t o t r a n s i t i o n a l t r e n d b e c a u s e a n d e s i t e s a r e g e n e r a l l y c a l c a l k a l i n e b u t r h y o l i t e s a r e t r a n s i t i o n a l t o t h o l e i i t i c ( M i y a s h i r o , 1 9 7 4 ) . U n l i k e K 2 0 v s . S i 0 2 , m o s t o x i d e v s . S i 0 2 p a t t e r n s o n ( H a r k e r ) v a r i a t i o n d i a g r a m s s h o w l i t t l e s c a t t e r f r o m s m o o t h c u r v i l i n e a r t r e n d s ( F i g u r e s 9 - 1 5 ) . W h e r e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p t r e n d s d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m t h o s e o f S p i u s F o r m a t i o n , o n P 2 0 5 a n d T i 0 2 v s . S i 0 2 p l o t s , e n v e l o p e s a r e d r a w n a r o u n d t h e a n d e s i t e s o f e a c h u n i t . C a O , F e O * , M g O , A l 2 0 3 T i 0 2 a n d P 2 0 5 a l l d e c r e a s e in c o n c e n t r a t i o n , f r o m b a s i c t o a c i d c o m p o s i t i o n s , d u e t o f r a c t i o n a t i o n o f p l a g i o c l a s e , a u g i t e , o r t h o p y r o x e n e , m a g n e t i t e a n d a p a t i t e . N a 2 0 c o n c e n t r a t i o n s r i s e b e c a u s e o f 71 i t s l o w c o n c e n t r a t i o n in f r a c t i o n a t i n g p h a s e s . 7.2.2 Minor and trace element chemistry M o s t o f t h e a n a l y z e d m i n o r a n d t r a c e e l e m e n t s a r e p l o t t e d o n a s p i d e r d i a g r a m ( F i g u r e 16) , d i s c u s s e d b y T h o m p s o n e t a l . ( 1 9 8 4 ) , w h e r e e l e m e n t c o n c e n t r a t i o n s a r e n o r m a l i z e d t o c h o n d r i t i c v a l u e s e x c e p t R b , K a n d P w h i c h a r e n o r m a l i z e d t o t h o s e o f " p r i m i t v e m a n t l e . " N o r m a l i z i n g f a c t o r s , in p p m , a r e g i v e n a b o v e e a c h e l e m e n t o n t h e d j a g r a m . S h o w n in a d d i t i o n t o p l o t s o f b a s a l t i c a n d e s i t e s o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p i s t h e p a t t e r n o f a b a s a l t , r e g a r d e d a s a r e p r e s e n t a t i v e a r c l a v a b y T h o m p s o n e t a l . ( 1 9 8 4 ) , f r o m t h e N e w H e b r i d e s . B e c a u s e s u c h p a t t e r n s a r e b e s t i n t e r p r e t e d f o r t h e m o s t p r i m i t i v e r o c k s in a s u i t e , a c i d a n d e s i t e s a n d r h y o l i t e s o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p a r e n o t p l o t t e d h e r e . A s d e s c r i b e d e a r l i e r f o r K ( in F i g u r e 6 ) , B a , R b a n d K s h o w c o n s i d e r a b l e v a r i a t i o n in n o r m a l i z e d c o n c e n t r a t i o n s , b u t a r e n o t a b l y h i g h e r t h a n N b , p l o t t e d t o t h e i r i m m e d i a t e r i g h t . T h e n e a r l y f l a t p a t t e r n o f N b , P , Z r , T i a n d Y i s i n t e r r u p t e d b y h i g h S r v a l u e s . T h a t S r p e a k i s c h a r a c t e r i s t i c o f a r c l a v a s , a s e v i d e n c e d b y a s i m i l a r p e a k in t h e N e w H e b r i d e s p a t t e r n . O v e r a l l , t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p p a t t e r n f o l l o w s t h a t o f t h e N e w H e b r i d e s s a m p l e , h a v i n g a N b d i p a n d h i g h v a l u e s o f l o w f i e l d s t r e n g t h ( l a r g e i o n l i t h o p h i l e ) e l e m e n t s ( B a , R b , K , S r ) r e l a t i v e t o h i g h f i e l d s t r e n g t h e l e m e n t s ( N b , P , Z r , T i , Y ) . T h e l a r g e r s p r e a d i n v a l u e s o f B a , R b a n d K 7 2 r e l a t i v e t o o t h e r e l e m e n t s m a y b e t h e r e s u l t o f t h e i r g r e a t e r m o b i l i t y i n a q u e o u s s o l u t i o n s ( S h e r v a i s , 1982 ) . T h e a r c c h a r a c t e r o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e u n i t i s f u r t h e r m a n i f e s t e d b y Z r , T i , a n d V p a t t e r n s . In F i g u r e 17 , Z r v s . T i ( f r o m P e a r c e , 1 9 8 2 ) , a l l l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p s p e c i m e n s p l o t w i t h i n t h e f i e l d o f a r c l a v a s . In F i g u r e 18 , V v s . T i ( f r o m S h e r v a i s , 1 9 8 2 ) , a c a l c a l k a l i n e t r e n d i s o b s e r v e d w h e r e b a s a l t i c a n d e s i t e h a s T i / V r a t i o s b e t w e e n 15 a n d 3 0 , a n d a c i d a n d e s i t e , m a u v e r h y o l i t e a n d q u a r t z r h y o l i t e h a v e , e x c e p t in o n e s p e c i m e n , r e d u c e d V c o n t e n t s a n d i n c r e a s e d T i / V r a t i o s . T h i s p a t t e r n , c o n s i s t e n t w i t h p e t r o g r a p h y , i s i n d i c a t i v e o f m a g n e t i t e f r a c t i o n a t i o n a n d s u b s e q u e n t r a p i d l o s s o f V f r o m t h e m e l t . E x c e p t f o r o n e s p e c i m e n w i t h a m a g n e s i u m n u m b e r ( M g # ) o f 6 2 . 2 , a l l l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p r o c k s h a v e n u m b e r s l e s s t h a n 6 0 ( F i g u r e 1 9 ) ( M g # = 1 0 0 [ M g / M g + F e + 2 ] a t o m / ' c , b a s e d o n 0.3 = [Fe2Oi/FeO]we/ght). N i c o n t e n t s v a r y f r o m 3 3 p p m in t h e s a m p l e w i t h h i g h e s t IVIg# t o 3 p p m in q u a r t z r h y o l i t e . C r c o n t e n t s , s h o w n in F i g u r e 2 0 , r a n g e f r o m 7 8 t o 0 p p m . B e c a u s e a l l s a m p l e s p l o t w e l l b e l o w M g # 6 7 , 100 p p m N i a n d 3 0 0 p p m C r , t h e y m u s t b e f r a c t i o n a t e d a n d n o t p r i m a r y , m a n t l e - e q u i l i b r a t e d m e l t s ( G i l l , 1 9 8 1 ) . In p a r t i c u l a r , t h e l o w N i c o n c e n t r a t i o n s a r e p r o b a b l y d u e t o c o n s i d e r a b l e o l i v i n e f r a c t i o n a t i o n . A s i m i l a r p l o t t o F i g u r e 19 i s s h o w n in F i g u r e 2 1 , N i v s . M g O . T h e d a s h e d a r r o w t h r o u g h t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p f i e l d r e p r e s e n t s 5 0 % ( b y w e i g h t ) f r a c t i o n a t i o n , b a s e d o n a v e r a g e p h e n o c r y s t w e i g h t p r o p o r t i o n s in l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p a n d e s i t e s a n d 7 3 R a y l e i g h ( i m m e d i a t e , d i s e q u i l i b r i u m ) f r a c t i o n a t i o n ( C o x , B e l l a n d P a n k h u r s t , 1 9 7 9 ) . P y r o x e n e c o m p o s i t i o n s w e r e a s s u m e d t o b e E n 7 5 (37 w e i g h t % M g O ) f o r o r t h o p y r o x e n e a n d D i 7 5 (18 w e i g h t % M g O ) f o r a u g i t e . P a r t i t i o n c o e f f i c i e n t s u s e d f o r N i a r e l i s t e d in T a b l e 4 . T h e v e c t o r in F i g u r e 21 i n d i c a t e s t h a t 5 0 % f r a c t i o n a t i o n c a n a c c o u n t f o r t h e o b s e r v e d r a n g e o f M g O c o n t e n t s a n d n e a r l y t h a t o f N i in l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p a n d e s i t e s . V e c t o r s f o r 5 0 % f r a c t i o n a t i o n , b a s e d o n t h e s a m e p h a s e a n d f r a c t i o n a t i o n p a r a m e t e r s a s t h o s e u s e d f o r N i , a n d t h e p a r t i t i o n c o e f f i c i e n t s g i v e n in T a b l e 4 , a r e s h o w n in F i g u r e s 2 0 - 2 6 w h e r e t h e y a r e c o m p a r e d t o t h e r a n g e in e l e m e n t c o n c e n t r a t i o n s f o r a n d e s i t e s , s h o w n e n v e l o p e d . F i g u r e s 2 0 , 2 2 a n d 2 3 s h o w t h a t t h e r a n g e in C r , N b a n d Y c o n t e n t s i s c o m p a t i b l e w i t h 5 0 % f r a c t i o n a l c r y s t a l l i z a t i o n . H o w e v e r , m a x i m u m Z r c o n t e n t s e x c e e d p r e d i c t e d ( v e c t o r ) v a u l e s , a n d r e q u i r e 6 3 % f r a c t i o n a t i o n ( F i g u r e s 2 4 , 2 5 ) . E v e n i f Z r b e h a v e d c o m p l e t e l y i n c o m p a t i b l y , w i t h a p a r t i t i o n c o e f f i c i e n t o f 0 , 6 1 % f r a c t i o n a t i o n w o u l d h a v e h a d t o o c c u r . T h e s e h i g h d e g r e e s o f f r a c t i o n a t i o n a r e n o t p o s s i b l e , h o w e v e r , a s M g O c o n c e n t r a t i o n s w o u l d d r o p t o 0 at 5 9 % c r y s t a l l i z a t i o n . D i v e r g e n c e o f Z r t r e n d s f r o m e x p e c t e d b e h a v i o r i s f u r t h e r i l l u s t r a t e d in F i g u r e 2 6 w h e r e t h e a n d e s i t e f i e l d s h o w s a d o u b l i n g o f Z r / N b r a t i o s , f r o m a b o u t 15 t o 3 0 , i n c o n t r a s t t o n e a r l y c o n s t a n t v e c t o r v a l u e s . A s s i m i l a t i o n o f ( p r o b a b l y a c i d ) m a t e r i a l w i t h h i g h l e v e l s o f Z r b u t a b o u t t h e s a m e Y , N b , C r a n d N i a s l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p a n d e s i t e s c a n a c c o u n t f o r t h e a n o m a l o u s Z r c o n c e n t r a t i o n s . Ik T A B L E 4: P a r t i t i o n C o e f f i c i e n t s N b Y Z r N i C r Plagioclase 0 . 0 2 5 0 .06 0 .03 0.01 0.01 Orthopyroxene 0 .35 0 .45 0 .08 8 13 Augite 0.3 1.5 0 .25 6 3 0 Magnetite 1.0 0.5 0.2 10 3 2 Olivine 0.01 0.01 0.01 5 8 3 4 N o t e s : (1) C o e f f i c i e n t s f o r N b , Y , Z r f r o m P e a r c e a n d N o r r y ( 1 9 7 9 ) . (2) C o e f f i c i e n t s f o r N i , C r f r o m G i l l ( 1 9 8 1 ) . T A B L E 5: S e l e c t e d C o m p o n e n t C o n t e n t s F o r I n f e r r e d P a r e n t a l S p i u s - T y p e M a g m a R a n g e in c o m p o s i t i o n C r 170 - 190 p p m N i 120 - 1 3 0 p p m N b 17 - 18 p p m Z r 2 3 0 - 2 5 0 p p m P 2 0 5 0 . 6 3 5 - 0 . 6 6 0 % T i 0 2 1.4 - 1 .5% M g O 6.0 - 6 . 5 % 7 5 H i g h e r s i l i c a ( F i g u r e 6 ) a n d l o w e r N i a n d M g O ( F i g u r e 2 1 ) s h o w t h a t m a u v e r h y o l i t e i s m o r e e v o l v e d t h a n a n d e s i t e a n d t h a t .quar tz r h y o l i t e i s m o r e e v o l v e d t h a n b o t h . M a u v e r h y o l i t e a p p e a r s t o b e a p r o d u c t o f c o n t i n u e d f r a c t i o n a t i o n o f a n d e s i t e , w i t h l o w e r N i a n d h i g h e r N b , Y a n d Z r . C o n c e n t r a t i o n s o f Z r a n d N b in m a u v e r h y o l i t e i n c r e a s e b y a b o u t 1.8 t i m e s o v e r m a x i m u m c o n t e n t s in a n d e s i t e , s h o w i n g c o n t i n u e d i n c o m p a t i b i l i t y w h e r e a s Y i n c r e a s e s o n l y s l i g h t l y d u e t o g r e a t e r c o m p a t i b i l i t y , e s p e c i a l l y w i t h ' a p a t i t e a n d a u g i t e ( P e a r c e a n d N o r r y , 1 9 7 9 ) . In q u a r t z r h y o l i t e , c o n c e n t r a t i o n s o f N b , Y a n d Z r a r e s h a r p l y r e d u c e d f r o m t h e i r l e v e l s i n m a u v e r h y o l i t e , w i t h Z r d e c r e a s i n g t o a l e v e l b e l o w tha t o f m o s t a c i d a n d e s i t e s , a n d Y d r o p p i n g t o c o n c e n t r a t i o n s l e s s t h a n t h o s e o f e v e n b a s a l t i c a n d e s i t e . T h e s e c h a n g e s , f r o m i n c o m p a t i b i l i t y t o c o m p a t i b i l i t y a r e d u e t o t h e o n s e t o f z i r c o n a n d , in s o m e c a s e s , h o r n b l e n d e p r e c i p i t a t i o n ( P e a r c e a n d N o r r y , 1 9 7 9 ) , a s i n d i c a t e d b y p e t r o g r a p h y ( T a b l e 2 ) . 7.2.3 Regional variations and conclusions C h e m i s t r y o f l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p s a m p l e s c o l l e c t e d f r o m o u t s i d e t h e s t u d y a r e a i n d i c a t e r e g i o n a l v a r i a t i o n in b o t h m a j o r a n d t r a c e e l e m e n t s . P r e t o ( 1 9 7 9 ) r e p o r t e d m a j o r e l e m e n t c h e m i s t r y f o r 5 s a m p l e s o f l a v a ( h i s u n i t 10 ) r o u g h l y 20 k m n o r t h o f P r i n c e t o n ( F i g u r e 1). A s w i t h l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p r o c k s i n t h e s t u d y a r e a , t h e y f o l l o w a c a l c a l k a l i n e t r e n d ( P r e t o , 1 9 7 9 ) . H o w e v e r , w h e n p l o t t e d o n a P 2 0 5 v s . T i 0 2 d i a g r a m ( F i g u r e 2 7 ) , w h i c h c o n f i n e s l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p a n d S p i u s F o r m a t i o n s u i t e s f r o m t h e s t u d y a r e a t o i n d i v i d u a l f i e l d s , P r e t o ' s r o c k s 7 6 d e f i n e a t h i r d a n d s e p a r a t e f i e l d . S m i t h ( 1 9 8 6 ) c o l l e c t e d s p e c i m e n s f r o m t h e N i c o l a R i v e r v a l l e y b e t w e e n M e r r i t t a n d S p e n c e s B r i d g e ( F i g u r e 1b) . H i s r o c k s a l s o s h o w a c a l c a l k a l i n e t r e n d b u t d i f f e r f r o m t h o s e in t h e s t u d y a r e a b y i n c l u d i n g b a s a l t s , s o m e w i t h M g # > 6 7 , a n d N i > 8 0 p p m . T h e c a l c a l k a l i n e t o t r a n s i t i o n a l n a t u r e o f t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p , in a c c o r d w i t h T i / V a n d T i / Z r r a t i o s a n d s p i d e r d i a g r a m p a t t e r n s f r o m r o c k s in t h e s t u d y a r e a , c l e a r l y i n d i c a t e s a s u b d u c t i o n - r e l a t e d o r i g i n . R e g i o n a l c h e m i c a l v a r i a t i o n s s u g g e s t t h a t t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p w a s e r u p t e d f r o m n u m e r o u s c e n t r e s w i t h i n d i v i d u a l c h e m i c a l c h a r a c t e r i s t i c s , s u p p o r t i n g s t r a t i g r a p h i c c o n c l u s i o n s g i v e n in s e c t i o n 5 .4 . Key to chemical plots S p i u s F o r m a t i o n • b a s a l t i c a n d e s i t e Q| a c i d a n d e s i t e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p # b a s a l t i c a n d e s i t e <3 a c i d a n d e s i t e 0 m a u v e r h y o l i t e O q u a r t z r h y o l i t e F i e l d o f l o w e r S p e n c e s B r i d g e ^ - y G r o u p a n d e s i t e s F i e l d o f S p i u s F o r m a t i o n a n d e s i t e s I n f e r r e d P a r e n t a l S p i u s - t y p e M a g m a F i e l d o f m a g m a m i x i n g 5 0 % f r a c t i o n a t i o n , l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p 2 % f r a c t i o n a t i o n , S p i u s F o r m a t i o n Figure 5 K e y t o c h e m i c a l p l o t s ( F i g u r e s 6 - 2 8 ) . Figure 6 K , 0 v s . S i O , c l a s s i f i c a t i o n d iagram (after T a y l o r , 1969). S y m b o l s ident i f ied in Figure 5. Figure 7 K , 0 + N a , 0 v s . S i O , c l a s s i f i c a t i o n d i a g r a m ( a f t e r I r v ine a n d B a r a g a r , 1971). S y m b o l s i d e n t i f i e d in F i g u r e 5 . Figure 8 FeO / M g O vs . S i O , c l a s s i f i c a t i o n d iagram (after M i y a s h i r o , 1974). S y m b o l s ident i f ied in Figure 5. F e O * = tota l Fe as FeO Figure 9 C a O v s . S i O , d i a g r a m . S y m b o l s i d e n t i f i e d in F i g u r e 5. 10n 8-LL 2-0 ® Co ro o 50 —r~ 53 — i — 58 —r— 63 W t . % S i 0 2 — r -68 — i 75 Figure 10 FeO* vs. S iO , diagram. FeO* = total Fe as FeO. Symbo ls identif ied in Figure 5. 8-. 4 H 24 50 53 58 Figure 11 T P - r — 63 68 W t . % S i 0 2 MgO vs. S iO , diagram. Symbo l s ident i f ied in Figure 20-| co O 1 8 H _CM < * 16H a o 14 50 — i — 53 58 — i — 63 —r— 68 i 75 Wt. % SiO-Figure 12 A l , 0 3 vs. SiO, diagram. Symbols identified in Figure 5. Figure 13 TiO, vs. SiO, diagram. Symbols identified in Figure 5. Figure 14 P,0 S vs. SiOj diagram. Symbols identified in Figure 5. 6 cc? ^ . 2H ® 50 i 53 i — 58 63 W t . % S i 0 2 68 Figure 1 5 N a , 0 v s . S i 0 2 d i a g r a m . S y m b o l s i d e n t i f i e d in F i g u r e 5 Figure 16 Chondrlte-normSllzed spider diagram for lower Spences Bridge Group basaltic andesites (after Thompson et al., 1984). 50-i 10 20 50 100 200 500 p p m Z r Figure 17 T i / 1 0 0 0 v s . Z r c l a s s i f i c a t i o n d i a g r a m (af ter P e a r c e , 1982). S y m b o l s i d e n t i f i e d in F igure 5. 90 Figure 18 V v s . T i/1000 d i a g r a m (after S h e r v a i s , 1982). S y m b o l s i d e n t i f i e d in F igure 5. 91 Figure 19 M g # v s . Ni d i a g r a m . M g # = 100(Mg/Mg+Fe* 2 )a fo / r ; / 'c b a s e d on 0.3 =(Fej03/FeO)we/'g/7f. S y m b o l s i d e n t i f i e d in Figure 5. 200 i ppm Nb Figure 2 0 Cr vs. Nb diagram. Symbols identified in Figure 5. 140 8 % MgO Figure 21 Ni vs. MgO diagram. Symbols identified in Figure 5. 140 n 0 5 10 15 20 ppm Nb Figure 22 Ni v s . Nb d iag ram. S y m b o l s i d e n t i f i e d in F igure 5. Figure 2 3 Ni v s . Y d iag ram. S y m b o l s i d e n t i f i e d in F igure 5. 140 ppm Z r Figure 24 Ni vs. Zr diagram. Symbols identified in Figure 5. Figure 25 Cr v s . Z r d i a g r a m . S y m b o l s i d e n t i f i e d in F igu re 5. ppm Zr Figure 26 Nb vs. Zr diagram. Symbols identified in Figure 5. 0.1 0.2 — i — 0.3 0.4 Wt % P 2 0 5 0.5 0.7 Figure 2 7 T i O , v s . P , 0 5 d iagram. S y m b o l s ident i f i ed in F igure 5. K E Y 200 -i * 100-1 Q <D 50 U X (1) GO <D 20 TJ C o O --» O o cc io H Basaltic andesites, Spius Formation New Hebrides arc, sample FMA2 (Thompson et al, 1984) Average parental Spius-type magma Field of lower Spences Bridge Group basaltic andesites — i 1— Ba Rb -\ 1— K Nb — i — S r - r -P — f — Zr Ti — r -Y Figure 28 Chondrlte-normallzed spider diagram for Spius Formation basaltic andesite! (after Thompson et al., 1984). 101 7.3 G e o c h e m i s t r y o f S p i u s F o r m a t i o n 7.3.1 Major element chemistry M a j o r e l e m e n t c h e m i s t r y o f S p i u s F o r m a t i o n i s v e r y s i m i l a r t o t h a t o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p . C o n s e q u e n t l y , t h e 10 S p i u s F o r m a t i o n s p e c i m e n s a r e c l a s s i f i e d a s s u b a l k a l i n e ( F i g u r e 7 ) , c a l c a l k a l i n e ( F i g u r e 8 ) , l o w t o m e d i u m p o t a s s i u m , a c i d a n d b a s a l t i c a n d e s i t e s ( F i g u r e 5) . T r e n d s o n o x i d e v s . S i 0 2 d i a g r a m s a r e n e a r l y i d e n t i c a l t o t h o s e o f t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p f o r s o d i u m , c a l c i u m , a l u m i n u m a n d i r o n ( F i g u r e s 9 , 10 , 12 , 15) , b u t s h o w s l i g h t l y h i g h e r a v e r a g e m a g n e s i u m c o n t e n t s ( F i g u r e 11) . H o w e v e r , S p i u s F o r m a t i o n h a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r P 2 0 5 a n d T i 0 2 c o n c e n t r a t i o n s , f o r m i n g n e a r l y s e p a r a t e f i e l d s o n H a r k e r d i a g r a m s ( F i g u r e s 13 , 14). 7.3.2 Trace element chemistry P , T i a n d s e v e r a l t r a c e e l e m e n t s a r e p l o t t e d o n a ( m o s t l y ) c h o n d r i t e n o r m a l i z e d d i a g r a m ( s p i d e r d i a g r a m ) u s e d b y T h o m p s o n et a l . ( 1 9 8 4 ) ( F i g u r e 2 8 ) . D e t a i l s o f s p i d e r d i a g r a m s a r e g i v e n in s e c t i o n 7 .2 .2 . S h o w n in a d d i t i o n t o i n d i v i d u a l p l o t s o f S p i u s F o r m a t i o n b a s a l t i c a n d e s i t e s a r e t h e f i e l d o f b a s a l t i c a n d e s i t e s f o r t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p ( f r o m F i g u r e 16) , a n d a p a t t e r n f o r a b a s a l t s p e c i m e n f r o m t h e N e w H e b r i d e s a r c , r e g a r d e d b y T h o m p s o n e t a l . ( 1 9 8 4 ) a s a t y p i c a l a r c r o c k . 102 T h e S p i u s F o r m a t i o n s u i t e s h o w s a w i d e v a r i a t i o n o f B a , R b a n d K v a l u e s w i t h a n a v e r a g e B a v a l u e e x c e e d i n g t h a t f o r K. A l t h o u g h 2 s p e c i m e n s s h o w a s l i g h t d r o p t o N b f r o m K, t h e o t h e r t w o s h o w a r i s e , a n d a v e r a g e N b v a l u e s a r e a b o u t e q u a l t o a v e r a g e Rb a n d K. S r f o r m s a p e a k b e t w e e n N b a n d e l e m e n t s p l o t t e d t o t h e r i g h t . P , Z r , T i a n d Y c a u s e t h e p a t t e r n t o g e n e r a l l y s l o p e d o w n w a r d t o t h e r i g h t , w i t h l o c a l h i g h v a l u e s at Z r a n d Y . E x c e p t f o r t h e l a c k o f a N b d i p r e l a t i v e t o K t h e s h a p e o f t h e S p i u s F o r m a t i o n p a t t e r n i s t h e s a m e a s t h a t f o r t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p , w i t h B a > R b , K ; N b < S r > P ; S r > P < Z r ; P < Z r > T i ; a n d Z r > T i < Y . S p i u s F o r m a t i o n h a s a b o u t t h e s a m e l o w f i e l d s t r e n g t h e l e m e n t ( B a , R b , K , S r ) v a l u e s a s t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p , but g e n e r a l l y h i g h e r h i g h f i e l d s t r e n g t h e l e m e n t s ( N b , P , Z r , T i , Y ) , e s p e c i a l l y N b , P a n d Z r . C o m p a r e d t o t h e N e w H e b r i d e s s a m p l e , S p i u s F o r m a t i o n s h o w s a r e v e r s e B a t o K t r e n d , a n d e l e v a t e d N b , P a n d Z r , b u t h a s a s i m i l a r p e a k at S r . " P a r e n t a l S p i u s - t y p e m a g m a " v a l u e s , a l s o s h o w n o n t h e s p i d e r d i a g r a m , a r e d i s c u s s e d l a t e r . F i g u r e 17 ( f r o m P e a r c e , 1 9 8 2 ) s h o w s t h e c l a s s i f i c a t i o n o f S p i u s F o r m a t i o n l a v a s o n a T i v s . Z r p l o t . F i v e s p e c i m e n s p l o t w i t h i n t h e f i e l d o f a r c l a v a s , t h r e e l i e o n o r n e a r t h e e d g e o f t h a t f i e l d a n d t w o a r e c l a s s i f i e d a s w i t h i n p l a t e l a v a s . T h i s c o n t r a s t s w i t h t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p w h i c h f a l l s e n t i r e l y w i t h i n t h e a r c l a v a s f i e l d . T h e d i f f e r e n t t e c t o n i c a f f i n i t y o f S p i u s F o r m a t i o n i s f u r t h e r d e m o n s t r a t e d o n a V v s T i p l o t ( a f t e r S h e r v a i s , 1 9 8 2 ) ( F i g u r e 18) , w h e r e s a m p l e s p l o t b e t w e e n T i / V 103 r a t i o s o f 3 2 a n d 6 0 . S u c h r a t i o s , w h i c h e x c e e d t h e n o r m a l r a n g e f o r a r c l a v a s b u t a r e f o u n d in b a c k - a r c , o c e a n i s l a n d a n d a l k a l i c b a s a l t s , a r e i n d i c a t i v e o f l o w o x y g e n f u g a c i t y d u r i n g f u s i o n ( S h e r v a i s , 1 9 8 2 ) , p r o b a b l y c a u s e d b y l o w w a t e r c o n t e n t s in t h e s o u r c e m a t e r i a l ( M i y a s h i r o , 1 9 7 4 ) . T h i s f i n d i n g i s o p p o s i t e t o t h a t e x p e c t e d f r o m t h e t y p i c a l l y m a s s i v e v e s i c u l a t i o n a n d p r e s u m a b l y h i g h w a t e r c o n t e n t s o f e r u p t i n g S p i u s F o r m a t i o n l a v a s , b u t m a y b e e x p l a i n e d b y p o s t - f u s i o n a s s i m i l a t i o n o f h y d r o u s m i n e r a l s a n d c r u s t a l f l u i d s . A n o t h e r o d d a s p e c t i s t h e g e n e r a l d e c r e a s e in T i / V r a t i o s f r o m b a s a l t i c t o a c i d a n d e s i t e s . B e c a u s e b u l k p a r t i t i o n c o e f f i c i e n t s f o r V a r e a l w a y s g r e a t e r t h a n o r e q u a l t o t h o s e f o r T i , T i / V r a t i o s n e v e r d e c r e a s e b y f r a c t i o n a l c r y s t a l l i z a t i o n ( S h e r v a i s , 1 9 8 2 ) . C o n s e q u e n t l y , f r a c t i o n a t i o n c a n n o t b e t h e d o m i n a n t p r o c e s s c o n n e c t i n g t h e b a s i c a n d m o r e a c i d m e m b e r s o f t h i s S p i u s F o r m a t i o n s u i t e . F r a c t i o n a t i o n i s a l s o r e j e c t e d b e c a u s e o f p o s i t i v e c o r r e l a t i o n s b e t w e e n N i a n d N b , N i a n d Y , N i a n d Z r , C r a n d N b , a n d C r a n d Z r ( F i g u r e s 2 0 , 2 2 - 2 5 ) . F o r f r a c t i o n a l c r y s t a l l i z a t i o n t o a c c o u n t f o r t h e s e t r e n d s , N b , Y a n d Z r w o u l d h a v e h a d t o b e h a v e c o m p a t i b l y , b e i n g p r e f e r e n t i a l l y i n c o r p o r a t e d i n t o t h e f r a c t i o n a t i n g m i n e r a l a s s e m b l a g e . T h e p h e n o c r y s t m o d e s f o r b o t h S p i u s - t y p e a n d l o w e r S p e n c e s B r i d g e - t y p e r o c k s ( T a b l e 2 ) , a n d t h e e x p e c t e d p a r t i t i o n c o e f f i c i e n t s g i v e n in T a b l e 4 , i n d i c a t e t h a t N b , Y a n d Z r w o u l d b e h a v e i n c o m p a t i b l y , i n c r e a s i n g in t h e r e s i d u a l l i q u i d , w h e r e a s N i a n d C r w i t h b u l k c o e f f i c i e n t s > 1 w o u l d b e h a v e c o m p a t i b l y a n d d r o p in c o n c e n t r a t i o n . T h e s e t r e n d s a r e e s p e c i a l l y t r u e o f S p i u s - t y p e m a g m a w h o s e 104 p h e n o c r y s t m o d e i s d o m i n a t e d b y o l i v i n e h a v i n g p a r t i t i o n c o e f f i c i e n t s tha t a r e v e r y l o w (0 .01 ) f o r N b , Y a n d Z r ( P e a r c e a n d N o r r y , 1 9 7 9 ) b u t v e r y h i g h f o r N i ( 5 8 ) a n d C r ( 3 4 ) ( G i l l , 1 9 8 1 ) . A s s u g g e s t e d b y p e t r o g r a p h y in s e c t i o n 6 .3 , S p i u s F o r m a t i o n l a v a m a y b e t h e p r o d u c t o f m a g m a m i x i n g b e t w e e n l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p a n d S p i u s - t y p e m e l t s . S p i u s - t y p e m a g m a , b e a r i n g p r i m a r i l y o l i v i n e , w a s p r o b a b l y h o t t e r t h a n l o w e r S p e n c e s B r i d g e - t y p e m a g m a , r e s u l t i n g in a m i x t u r e t h a t d e s t a b i l i z e d a n d r e s o r b e d e x i s t i n g p y r o x e n e a n d p l a g i o c l a s e p h e n o c r y s t s . T h i s l e s s e v o l v e d n a t u r e o f S p i u s - t y p e m a g m a i s e v i d e n t o n M g # v s . N i a n d M g O v s . N i p l o t s ( F i g u r e 19) , w h e r e S p i u s F o r m a t i o n i s s h o w n t o h a v e h i g h e r M g # a n d M g O v a l u e s , a n d m u c h h i g h e r N i c o n t e n t s . F u r t h e r m o r e , p r o b a b l e h i g h e r w a t e r c o n t e n t s in S p i u s - t y p e m a g m a , a s i n f e r r e d b y g r e a t e r v e s i c u l a r i t y , m a y h a v e l o w e r e d l i q u i d u s t e m p e r a t u r e s o f t h e m a g m a m i x t u r e s a n d c o n t r i b u t e d t o p y r o x e n e a n d p l a g i o c l a s e c o r r o s i o n ( K u s h i r o , 1 9 7 5 ) . M a g m a m i x i n g i s g r a p h i c a l l y i l l u s t r a t e d in F i g u r e s 2 0 - 2 2 , a n d 2 4 - 2 7 . T h e r e , f i e l d s o f m i x i n g a r e s h o w n b e t w e e n l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p a n d e s i t i c c o m p o s i t i o n s a n d a n i n f e r r e d p a r e n t a l S p i u s - t y p e m a g m a . S i n c e t h e s e d i a g r a m s a r e r e c t i l i n e a r , t h e f i e l d s o f m i x i n g f o l l o w s t r a i g h t l i n e s ( G i l l , 1 9 8 1 ) . C o n c e n t r a t i o n s o f e l e m e n t s in t h e i n f e r r e d p a r e n t a l m e l t ( T a b l e 5 ) w e r e d e t e r m i n e d b y l i n e a r e x t r a p o l a t i o n f r o m t h e f i e l d o f l o w e r S p e n c e s B r i d g e a n d e s i t e s , t h r o u g h t h e f i e l d o f S p i u s F o r m a t i o n a n d e s i t e s , t o a n a r b i t r a r y p o s i t i o n . T h a t p o s i t i o n w a s s e l e c t e d b y a s s u m i n g t h a t S p i u s 105 a n d e s i t e s w i t h g r e a t e s t S p i u s - t y p e c h a r a c t e r a r e t h e p r o d u c t o f a b o u t 8 0 : 2 0 p a r e n t a l S p i u s - t y p e t o l o w e r S p e n c e s B r i d g e - t y p e m i x i n g . A l t h o u g h it i s i m p o s s i b l e t o d e t e r m i n e t h e e x a c t m i x i n g r a t i o s , a m a x i m u m p r o p o r t i o n o f 8 0 % p a r e n t a l S p i u s - t y p e m a g m a s e e m s r e a s o n a b l e b e c a u s e o f n e a r l y u b i q u i t o u s x e n o c r y s t s i n S p i u s - t y p e a n d e s i t e s ( s e c t i o n 6 .3 ) a n d t h e l a c k o f a n o b v i o u s l y p a r e n t a l c o m p o s i t i o n w i t h i n t h e s u i t e . A c o n s i d e r a b l y l o w e r m a x i m u m p r o p o r t i o n i s i m p r o b a b l e b e c a u s e S p i u s - t y p e a n d e s i t e s v o l u r n e t r i c a l l y d o m i n a t e t h e S p i u s F o r m a t i o n s u c c e s s i o n , a n d t h e r e f o r e p a r e n t a l S p i u s - t y p e m e l t s w e r e l i k e l y t o d o m i n a t e t h e m a g m a m i x t u r e s . C o n s i s t e n c y i n t h e i n f e r r e d c o m p o s i t i o n w a s a c h i e v e d b y u s i n g s o m e e l e m e n t s i n m o r e t h a n o n e d i a g r a m ; N i , Z r a n d N b , f o r i n s t a n c e , a r e e a c h u s e d t h r e e t i m e s o n p l o t s s h o w i n g m i x i n g r e l a t i o n s . U s i n g t h e a b o v e p a r a m e t e r s , t h e p a r e n t a l m e l t w a s d e t e r m i n e d t o h a v e h i g h e r c o n c e n t r a t i o n s o f N i , C r , N b , Z r , T i , P , a n d M g t h a n t h o s e in S p i u s F o r m a t i o n a n d e s i t e s . T h e r a n g e in c o n c e n t r a t i o n o f e a c h e l e m e n t i s l i m i t e d , o n a v e r a g e , t o a b o u t 7 . 5 % o f i t s c o n c e n t r a t i o n in t h e i n f e r r e d p a r e n t a l m e l t ( T a b l e 5) . A l t h o u g h n o s p e c i f i c r a n g e in c o n c e n t r a t i o n f o r Y w a s d e t e r m i n e d , b e c a u s e o f a l a c k o f c l o s e a g r e e m e n t b e t w e e n d i a g r a m s , it i s p r o b a b l e t h a t Y , l i k e t h e o t h e r h i g h f i e l d s t r e n g t h e l e m e n t s , h a d a h i g h e r c o n c e n t r a t i o n in t h e p a r e n t a l m e l t t h a n in S p i u s F o r m a t i o n a n d e s i t e s . T h e o b s e r v e d f i e l d s o f S p i u s F o r m a t i o n a n d e s i t e s o n N i v s . Z r a n d N i v s . M g O p l o t s l i e e n t i r e l y w i t h i n t h e i n d i c a t e d f i e l d s o f m i x i n g a n d t h e r e b y s u p p o r t t h e m i x i n g m o d e l . O n N i v s . N b , C r v s . N b , C r v s , Z r , N b 106 v s . Z r a n d T i 0 2 v s . P 2 0 5 p l o t s , S p i u s F o r m a t i o n f i e l d s h a v e t h e s a m e g e n e r a l d i r e c t i o n o f e l o n g a t i o n a s t h e f i e l d s o f m i x i n g , a l t h o u g h s o m e s p e c i m e n s f a l l o u t s i d e t h o s e s p e c i f i c r a n g e s in c o m p o s i t i o n . S p i u s F o r m a t i o n s p e c i m e n s o n s o m e o t h e r p l o t s , h o w e v e r , n o t a b l y t h o s e w i t h Y o r B a , d o n o t f o r m l i n e a r p a t t e r n s w h i c h t r e n d t o w a r d t h e f i e l d o f l o w e r S p e n c e s B r i d g e a n d e s i t e s , a n d t h e r e f o r e s u g g e s t m i x i n g o f S p i u s - t y p e m a g m a w i t h e i t h e r m o r e b a s i c ( e g . F i g u r e 2 3 , N i v s . Y ) o r s t r i c t l y a c i d a n d e s i t i c ( e g . F i g u r e 18 , V v s . T i ; F i g u r e 14, P 2 0 5 v s . S i 0 2 ) l o w e r S p e n c e s B r i d g e - t y p e m e l t s . B e c a u s e s i m i l a r c o n c e n t r a t i o n s o f m o s t m a j o r e l e m e n t o x i d e s , s u c h a s C a O , F e O * , M n O , A l 2 0 3 , N a 2 0 a n d K 2 0 , a r e s h a r e d b y b o t h u n i t s , m a g m a m i x i n g d o e s n o t p r o d u c e d i s t i n c t m a j o r e l e m e n t p a t t e r n s . M i x i n g p r o p o r t i o n s b e t w e e n S p i u s a n d l o w e r S p e n c e s B r i d g e m a g m a t y p e s , a c c o r d i n g t o t h e s e l e c t e d p a r e n t a l S p i u s - t y p e c o m p o s i t i o n s , v a r y b e t w e e n a b o u t 1 5 % a n d 9 5 % S p i u s - t y p e m a g m a . H i g h p r o p o r t i o n s o f l o w e r S p e n c e s B r i d g e - t y p e m e l t s in s o m e r o c k s a c c o u n t f o r t h e o b s e r v e d p e t r o g r a p h i c s i m i l a r i t y o f s o m e f l o w s i n S p i u s F o r m a t i o n t o t y p i c a l a n d e s i t e o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p ( s e c t i o n 5.2) . T h i s s i n g l e - s t a g e m i x i n g m o d e l g e n e r a l l y a c c o u n t s f o r t h e o b s e r v e d p a t t e r n s o f t r a c e e l e m e n t s in S p i u s F o r m a t i o n . In r e a l i t y , s u c h m i x i n g w a s c e r t a i n l y m o r e c o m p l e x , w i t h m u l t i - s t a g e m i x i n g , c o n c u r r e n t f r a c t i o n a t i o n a n d a s s i m i l a t i o n o f c o u n t r y r o c k , p l u s a w i d e r r a n g e in b o t h p a r e n t a l S p i u s - t y p e a n d l o w e r S p e n c e s B r i d g e - t y p e c o m p o s i t i o n s . T h e s e v a r i a b l e s , p l u s a l t e r a t i o n , a r e p r o b a b l y r e s p o n s i b l e f o r t h e s c a t t e r o f d a t a b e y o n d t h e 107 s u g g e s t e d f i e l d s o f m i x i n g . T h e e f f e c t s o f 2 % p o s t - m i x i n g f r a c t i o n a t i o n , f o r a 7 5 : 2 5 S p i u s t o l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p m i x , b a s e d o n p e t r o g r a p h y o f S p i u s - t y p e s p e c i m e n s a n d p a r t i t i o n c o e f f i c i e n t s l i s t e d in T a b l e 4 , a r e s h o w n b y a r r o w s i n F i g u r e s 2 0 - 2 2 ; 2 4 - 2 7 . T h o s e v e c t o r s , i n d i c a t i n g r a p i d d r o p s i n N i a n d C r c o n c e n t r a t i o n s s h o w t h a t p o s t - m i x i n g f r a c t i o n a t i o n m u s t h a v e b e e n s l i g h t ; s u c h l o w d e g r e e s o f f r a c t i o n a t i o n c a n n o t a c c o u n t f o r t h e o b s e r v e d r a n g e s o f i n c o m p a t i b l e e l e m e n t s s u c h a s Z r a n d N b ( F i g u r e 2 6 ) , a g a i n i n d i c a t i n g t h a t f r a c t i o n a t i o n c a n n o t b e t h e m a i n p r o c e s s l i n k i n g t h e c o m p o s i t i o n s o f S p i u s F o r m a t i o n l a v a s . C o n s e q u e n t l y , t h e c a l c a l k a l i n e t r e n d o f S p i u s F o r m a t i o n a s o b s e r v e d in F i g u r e 8 i s n o t a p r o d u c t o f f r a c t i o n a t i o n b u t o n e o f m i x i n g , a n d d o e s n o t r e f l e c t t h e t e c t o n i c a f f i n i t y o f p r i m a r y S p i u s - t y p e m a g m a . T h e c o m p o s i t i o n s s e l e c t e d f o r p a r e n t a l S p i u s - t y p e m a g m a a r e s h o w n o n b o t h t h e s p i d e r d i a g r a m ( F i g u r e 2 8 ) a n d T i v s . Z r p l o t ( F i g u r e 17) . O n t h e s p i d e r d i a g r a m , p a r e n t a l Z r a n d N b v a l u e s a r e m u c h h i g h e r t h a n t h o s e o f t y p i c a l a r c l a v a ( f o r i n s t a n c e , t h e N e w H e b r i d e s s a m p l e ) . C o r r e s p o n d i n g l y , t h a t p a r e n t a l m e l t i s c l a s s i f i e d a s w i t h i n - p l a t e l a v a b y T i a n d Z r . T h e c h a n g e i n t r a c e e l e m e n t c h a r a c t e r , f r o m l o w c o n c e n t r a t i o n s o f h i g h f i e l d s t r e n g t h e l e m e n t s in t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p t o h i g h c o n c e n t r a t i o n s i n S p i u s F o r m a t i o n , i s l i k e l y d u e t o l o w e r o x y g e n f u g a c i t y , c a u s e d b y l e s s h y d r o u s c o n d i t i o n s ( M i y a s h i r o , 1 9 7 4 ) , d u r i n g p r o d u c t i o n o f S p i u s - t y p e m e l t s . S u c h r e d u c e d o x y g e n f u g a c i t y , in a g r e e m e n t w i t h h i g h T i / V r a t i o s , w o u l d 108 h a v e d e c r e a s e d t h e s t a b i l i t y o f o x i d e m i n e r a l s s u c h a s r u t i l e , s p h e n e , z i r c o n , m a g n e t i t e a n d a p a t i t e in t h e s o u r c e r e g i o n , t h e r e b y r e l e a s i n g g r e a t e r a m o u n t s o f N b , Y , Z r , T i a n d P i n t o p r i m a r y S p i u s - t y p e m a g m a ( P e a r c e , 1 9 8 2 ) . 7.4 T e c t o n i c i n t e r p r e t a t i o n o f g e o c h e m i s t r y M a j o r a n d t r a c e e l e m e n t g e o c h e m i s t r y s u g g e s t s t h a t p r i m a r y l o w e r S p e n c e s B r i d g e m e l t s w e r e p r o d u c t s o f s u b d u c t i o n - r e l a t e d h y d r o u s f u s i o n ( s e c t i o n 7 .2 .3) . If S p i u s - t y p e m a g m a s w e r e s u b s e q u e n t l y p r o d u c e d b y c o n t i n u e d s u b d u c t i o n , t h e n t h e d o w n g o i n g o c e a n i c l i t h o s p h e r e , w h i c h p r e s u m a b l y s u p p l i e d t h e w a t e r f o r l o w e r S p e n c e s B r i d g e f u s i o n , m u s t h a v e b e e n l a r g e l y s t r i p p e d o f i t s h y d r o u s u p p e r s e c t i o n . S i n c e w a t e r i s a s i g n i f i c a n t c o n s t i t u e n t o f b o t h t h e s e d i m e n t a r y ( l a y e r 1) a n d b a s a l t i c ( l a y e r 2 ) p o r t i o n s o f o c e a n i c c r u s t ( B a s a l t i c V o l c a n i s m S t u d y P r o j e c t , 1 9 8 1 ; G i l l , 1 9 8 1 ) it s e e m s p r o b a b l e t h a t t h e s e f r a c t i o n s w e r e r e m o v e d f r o m t h e d e s c e n d i n g s l a b . H o w e v e r , w a t e r r e l e a s e d d u r i n g d e h y d r a t i o n o f d o w n g o i n g o c e a n i c l i t h o s p h e r e , a n d r e s u l t a n t d e c r e a s e o f l i q u i d u s t e m p e r a t u r e s i s t h o u g h t t o b e a m a j o r c a u s e o f p a r t i a l f u s i o n o f s l a b a n d m a n t l e m a t e r i a l , a n d s u b s e q u e n t g e n e r a t i o n o f a r c m a g m a s ( G i l l , 1 9 8 1 ) . C o n s e q u e n t l y , i f t h e h y d r o u s p o r t i o n s o f t h e d e s c e n d i n g s l a b w e r e r e m o v e d , l o w e r d e g r e e s o f p a r t i a l m e l t i n g w o u l d b e e x p e c t e d , r e s u l t i n g in e l e v a t e d a l k a l i a n d a l k a l i e a r t h c o n t e n t s ( B a s a l t i c V o l c a n i s m S t u d y P r o j e c t , 1 9 8 1 ) . B e c a u s e S p i u s F o r m a t i o n b a s a l t i c a n d e s i t e s s h o w n o o v e r a l l i n c r e a s e in K, Rb a n d S r , a n d o n l y a s l i g h t i n c r e a s e in B a o v e r c o m p a r a b l e r o c k s in t h e l o w e r S p e n c e s 109 B r i d g e G r o u p ( f i g u r e 2 7 ) , it a p p e a r s t h a t p r i m a r y S p i u s - t y p e m e l t s w e r e p r o d u c e d b y e q u i v a l e n t a m o u n t s o f p a r t i a l f u s i o n . S t r i p p i n g o f t h e u p p e r o c e a n i c c r u s t f r o m d e s c e n d i n g l i t h o s p h e r e a n d t h e m a i n t e n a n c e o f c o n s i s t e n t p e r c e n t a g e s o f p a r t i a l m e l t i n g m a y b e e x p l a i n e d b y a c h a n g e in t h e s t y l e o f s u b d u c t i o n . I n c i p i e n t j a m m i n g o f t h e d o w n g o i n g s l a b a g a i n s t t h e o v e r r i d i n g p l a t e c o u l d h a v e r e s u l t e d in l i t h o s p h e r i c d e l a m i n a t i o n a n d s u b s e q u e n t o b d u c t i o n o r u n d e r p l a t i n g o f t h e h y d r o u s u p p e r o c e a n i c c r u s t o n t o t h e u p p e r p l a t e . S u c h j a m m i n g m a y a l s o h a v e c a u s e d t h e d e s c e n d i n g s l a b t o b u c k l e d o w n w a r d s m o r e s t e e p l y , t h e r e b y i n c r e a s i n g t h e a n g l e o f s u b d u c t i o n . A s s u m i n g c o n s t a n t r a t e s o f p l a t e m o t i o n , s t e e p e r s u b d u c t i o n i s l i k e l y t o h a v e i n c r e a s e d t h e r a t e o f h e a t i n g o f t h e s l a b . R a p i d h e a t i n g m a y h a v e f a c i l i t a t e d p a r t i a l m e l t i n g e q u a l in d e g r e e t o tha t o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p , a n d s u b s e q u e n t p r o d u c t i o n o f p r i m a r y S p i u s - t y p e m a g m a . T h o s e m e l t s m u s t h a v e t h e n f r a c t i o n a t e d o l i v i n e , a s s i m i l a t e d w a t e r a n d m i x e d w i t h l o w e r S p e n c e s B r i d g e - t y p e m a g m a , p r o d u c e d e a r l i e r u n d e r " n o r m a l " a r c c o n d i t i o n s , p r i o r t o e r u p t i o n . S u c h d i s t u r b e d s u b d u c t i o n , p o s s i b l y t h e p r e c u r s o r t o c e s s a t i o n o f a r c v o l c a n i s m , i s c o n s i s t e n t w i t h t h e u p p e r s t r a t i g r a p h i c p o s i t i o n h e l d b y S p i u s F o r m a t i o n . A c c o r d i n g t o M o n g e r ( 1 9 8 4 ) , t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p w a s b u i l t o n t h e w e s t e r n e d g e o f t h e N o r t h A m e r i c a n c o n t i n e n t a l m a r g i n a b o v e a n e a s t e r l y - d i p p i n g s u b d u c t i o n z o n e . T e r r a n e II, r e s t i n g o n t h e ( d e s c e n d i n g ) o c e a n i c p l a t e t o t h e w e s t o f N o r t h A m e r i c a , c o l l i d e d w i t h a n d b e c a m e 110 a c c r e t e d t o t h e e a s t e r l y - m o v i n g c o n t i n e n t in m i d - C r e t a c e o u s t i m e ( M o n g e r e t a l . , 1 9 8 2 ; M o n g e r , 1 9 8 4 ; S o u t h e r , in p r e p a r a t i o n ) . P e r h a p s j a m m i n g a n d d e l a m i n a t i o n o f t h e o c e a n i c s l a b o c c u r r e d a s t h e c o n t i n e n t a p p r o a c h e d T e r r a n e II, f o l l o w e d b y c e s s a t i o n o f a r c v o l c a n i s m u p o n c o l l i s i o n . A n a l t e r n a t e a n d p r e f e r r e d m o d e l o f m a g m a t i c e v o l u t i o n i s t h a t p r i m a r y S p i u s - t y p e m e l t s w e r e p r o d u c e d b y l o c a l i z e d , i n c i p i e n t r i f t i n g b e l o w a w a n i n g l o w e r S p e n c e s B r i d g e a r c . T h e r e , a n h y d r o u s m e l t i n g o f u p w e l l i n g a s t h e n o s p h e r e c o u l d h a v e o c c u r r e d , r e s u l t i n g in l i q u i d s w i t h n o n - a r c g e o c h e m i c a l c h a r a c t e r . S u c h a c h a n g e i n t e c t o n i c r e g i m e w a s a s c r i b e d t o v o l c a n i c r o c k s i n t h e v i c i n i t y o f t h e R i o G r a n d e r i f t i n C o l o r a d o a n d N e w M e x i c o ( B a s a l t i c V o l c a n i s m S t u d y P r o j e c t , 1 9 8 1 ) . T h e r e , d i m i n i s h i n g c a l c a l k a l i n e a r c v o l c a n i s m in t h e l a t e O l i g o c e n e w a s r e p l a c e d b y e r u p t i o n o f t h o l e i i t i c a n d m i n o r a l k a l i n e r i f t - r e l a t e d l a v a s . T h e c a u s e o f r i f t i n g w a s i n t e r p r e t e d t o b e a r e s u l t o f r e d u c e d r a t e s o f p l a t e c o n v e r g e n c e a n d s u b d u c t i o n , y i e l d i n g b a c k - f l o w a n d l o c a l i z e d u p w e l l i n g o f a s t h e n o s p h e r e . U p w a r d c o n v e c t i o n a n d p a r t i a l m e l t i n g o f t h e a s t h e n o s p h e r e i s r e g a r d e d b y T h o m p s o n e t a l . ( 1 9 8 4 ) a s a t y p i c a l a n d f i n a l m a g m a t i c d e v e l o p m e n t in v o l c a n i c a r c s a f f e c t e d b y c o l l i s i o n a l t e c t o n i c s . A c c o r d i n g l y , t h e c o l l i s i o n o f N o r t h A m e r i c a w i t h T e r r a n e II, a s d i s c u s s e d e a r l i e r , m a y h a v e t e r m i n a t e d t h e p r o d u c t i o n o f l o w e r S p e n c e s B r i d g e - t y p e m e l t s a n d f a c i l a t e d g e n e r a t i o n o f r i f t - r e l a t e d p a r e n t a l S p i u s - t y p e m a g m a s . F r a c t i o n a t i o n , a s s i m i l a t i o n a n d m i x i n g , a s d e s c r i b e d in t h e d e l a m i n a t i o n m o d e l , m u s t h a v e o c c u r r e d p r i o r t o e f f u s i o n o f S p i u s F o r m a t i o n l a v a . 111 8. CONCLUSIONS 1. T h e K i n g s v a l e G r o u p , a s o r i g i n a l l y d e s c r i b e d b y R i c e ( 1 9 4 7 ) , i s r e c o g n i z e d a s b e i n g p a r t o f t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p a s d e f i n e d b y D r y s d a l e ( 1 9 1 4 ) ; t h e t e r m K i n g s v a l e G r o u p i s t h e r e f o r e a b a n d o n e d . 2 . T h e s e q u e n c e o f m o s t l y a m y g d a l o i d a l a n d e s i t e o v e r l y i n g t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p o f D r y s d a l e ( 1 9 1 4 ) , a n d c a l l e d K i n g s v a l e G r o u p b y D u f f e l l a n d M c T a g g a r t ( 1 9 5 2 ) , i s f o r m a l l y n a m e d S p i u s F o r m a t i o n . 3 . T h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p i s e x p a n d e d t o i n c l u d e S p i u s F o r m a t i o n a s i t s u p p e r p a r t ; t h e s e c t i o n p r e v i o u s l y k n o w n a s t h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p i s c a l l e d l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p . 4 . C r e t a c e o u s v o l c a n i c r o c k s w e s t o f t h e F r a s e r F a u l t S y s t e m in t h e v i c i n i t y o f G a n g R a n c h a r e p r o b a b l y t h e n o r t h e r l y d i s p l a c e d c o r r e l a t i v e s o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p ( M a t h e w s a n d R o u s e , 1984 ) . B e c a u s e o f p a l e o g e o g r a p h i c s e p a r a t i o n ( K l e i n s p e h n , 1 9 8 5 ) it i s r e c o m m e n d e d t h a t C r e t a c e o u s r o c k s s o u t h w e s t o f t h e Y a l a k o m F a u l t s h o u l d b e c a l l e d n e i t h e r K i n g s v a l e G r o u p n o r S p e n c e s B r i d g e G r o u p . 5 . I s o t o p i c a g e d e t e r m i n a t i o n s a r e c o m p a t i b l e w i t h r e c e n t , s t u d i e s o f p a l y n o m o r p h s a n d f o s s i l l e a v e s s u g g e s t i n g a n u p p e r A l b i a n a g e f o r b o t h S p i u s F o r m a t i o n a n d t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p . 6 . T h e S p e n c e s B r i d g e G r o u p i s e x p o s e d in a 2 1 5 k m 112 n o r t h - n o r t h w e s t e r l y t r e n d i n g b l o c k - f a u l t e d s y n c l i n o r i u m h e r e i n c a l l e d N i c o a m e n S t r u c t u r a l D e p r e s s i o n ( a f t e r M o n g e r , 1 9 8 5 ) . B l o c k f a u l t s in t h e s t u d y a r e a a r e r e c o g n i z e d a s a m a n i f e s t a t i o n o f e a r l y T e r t i a r y t r a n s t e n s i o n a l t e c t o n i c s a s d e s c r i b e d b y E w i n g ( 1 9 8 1 a ) . A n o r t h - t r e n d i n g c o m p l e x g r a b e n d i s p l a y i n g m i n i m u m v e r t i c a l d i s p l a c e m e n t s o f 3 0 0 0 m , h e r e i n n a m e d t h e F i g F a u l t Z o n e , w a s a p p a r e n t l y f i l l e d a s it f o r m e d b y E o c e n e r i v e r s a n d a n d g r a v e l . F o l d s a r e n e a r l y a b s e n t f r o m t h e " G i l l i s R i d g e " p a r t o f t h e s t u d y a r e a , b u t a r e p r e s e n t in. u n d e t e r m i n e d a m o u n t s o n S h o v e l n o s e M o u n t a i n . T h e o v e r a l l g e o m e t r y o f t h a t m o u n t a i n i s i n f e r r e d t o b e a n t i c l i n a l . In t h e s t u d y a r e a , t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p w a s d e p o s i t e d o n a s u r f a c e o f m o d e r a t e t o p o g r a p h y u n d e r l a i n b y r o c k s o f t h e U p p e r T r i a s s i c N i c o l a G r o u p a n d g r a n i t o i d s o f p r o b a b l y L a t e T r i a s s i c t o E a r l y J u r a s s i c a g e . T h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p c o m p r i s e s a s e q u e n c e , at l e a s t 2 4 0 0 m t h i c k , o f i n t e r b e d d e d v o l c a n i c l a s t i c r o c k s , d o m i m a t e d b y l a h a r a n d n o n w e l d e d i g n i m b r i t e , a n d l a v a . L a v a t y p e s i n c l u d e b a s a l t i c a n d a c i d a n d e s i t e , q u a r t z - f r e e ( m a u v e ) r h y o l i t e a n d q u a r t z - p h y r i c r h y o l i t e . A n d e s i t e s a n d v o l c a n i c l a s t i c r o c k s a r e u b i q u i t o u s w h e r e a s r h y o l i t e s h a v e a r e s t r i c t e d l a t e r a l d i s t r i b u t i o n . B a s e m e n t - c l a s t f a n g l o m e r a t e n e a r t h e b a s e o f t h e s u c c e s s i o n 113 s u p p o r t s M o n g e r ' s ( 1 9 8 5 ) s u g g e s t i o n o f p e n e c o n t e m p o r a n e o u s d e f o r m a t i o n . 12 . in t h e s t u d y a r e a , t h e o v e r l y i n g S p i u s F o r m a t i o n i s at l e a s t 6 0 0 m t h i c k a n d i n t e r f i n g e r s w i t h t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p i n d i c a t i n g o v e r l a p p i n g t i m e o f d e p o s i t i o n . 13 . R e g i o n a l l y , d e p o s i t i o n o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e s u c c e s s i o n a s a s e t o f c o n t i g u o u s t e r r e s t r i a l s t r a t o v o l c a n o e s w a s f o l l o w e d b y e x t r u s i o n o f v e r y f l u i d , g a s - r i c h S p i u s F o r m a t i o n f l o w s w h i c h a c c u m u l a t e d a s a s h i e l d v o l c a n o . 14. L o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p l a v a s i n t h e s t u d y a r e a c a n b e r e l a t e d b y p l a g i o c l a s e , o r t h o p y r o x e n e , a u g i t e , m a g n e t i t e , q u a r t z a n d h o r n b l e n d e f r a c t i o n a t i o n , a n d ( m i n o r ?) a s s i m i l a t i o n o f p r o b a b l y a c i d c o u n t r y r o c k . A c a l c a l k a l i n e t o t r a n s i t i o n a l l y t h o l e i i t i c t r e n d , p l u s t y p i c a l a r c p a t t e r n s o f t r a c e e l e m e n t s i n d i c a t e a s u b d u c t i o n - r e l a t e d o r i g i n . 15 . T w o e n d - m e m b e r s o f S p i u s F o r m a t i o n l a v a s a r e r e c o g n i z e d : S p i u s - t y p e w h i c h i s v o l u m e t r i c a l l y d o m i n a n t a n d g e n e r a l l y a m y g d a l o i d a l , c o n t a i n s a b u n d a n t g r a i n s o f s e r p e n t i n e - a f t e r - o l i v i n e a n d • t r a c e a m o u n t s o f c o r r o d e d p l a g i o c l a s e , o r t h o p y r o x e n e a n d a u g i t e x e n o c r y s t s ; l o w e r S p e n c e s B r i d g e - t y p e w h i c h i s n e a r l y i d e n t i c a l t o a n d e s i t e s o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p . 16 . P e t r o g r a p h y a n d p a t t e r n s o f t r a c e e l e m e n t s s u g g e s t t h a t S p i u s F o r m a t i o n l a v a s a r e t h e p r o d u c t o f v a r i a b l e m i x i n g b e t w e e n m a g m a s 114 o f t h e l o w e r S p e n c e s B r i d g e G r o u p , a n d a n i n f e r r e d p a r e n t a l S p i u s - t y p e m e l t h a v i n g w i t h i n - p l a t e g e o c h e m i c a l c h a r a c t e r . T h a t p a r e n t a l m e l t w a s t h e p r o d u c t o f r e l a t i v e l y a n h y d r o u s f u s i o n , f o l l o w e d b y o l i v i n e f r a c t i o n a t i o n a n d a s s i m i l a t i o n o f v o l a t i l e s . G e n e r a t i o n o f p r i m a r y S p i u s - t y p e 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 d e l a m i n a t i o n a n d r e m o v a l o f t h e b a s a l t i c a n d s e d i m e n t a r y ( h y d r o u s ) p o r t i o n s o f t h e d o w n g o i n g o c e a n i c s l a b . A l t e r n a t e l y a n d p r e f e r r a b l y , t h o s e m e l t s c o u l d b e t h e p r o d u c t o f i n c i p i e n t r i f t i n g a n d p a r t i a l f u s i o n o f u p w e l l i n g a s t h e n o s p h e r e . E i t h e r s i t u a t i o n c o u l d h a v e b e e n r e a l i z e d b y t h e a c c r e t i o n o f T e r r a n e II t o t h e N o r t h A m e r i c a n c o n t i n e n t a l m a r g i n i n m i d - C r e t a c e o u s t i m e ( e g . M o n g e r et a l . , 1 9 8 2 ) , c a u s i n g d i s r u p t i o n a n d / o r t e r m i n a t i o n o f s u b d u c t i o n . 1 1 5 REFERENCES B a s a l t i c V o l c a n i s m S t u d y P r o j e c t . 1981. B a s a l t i c v o l c a n i s m on t h e t e r r e s t r i a l p l a n e t s . Pergamon P r e s s , I n c . , New Y o r k , 1286 p. B e l l W. A. 1956. Lower C r e t a c e o u s f l o r a s o f w e s t e r n C a nada. G e o l o g i c a l S u r v e y o f Canada, Memoir 285, 331 p. C h u r c h / B. N. 1975. 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