Quaternary Sedimentation in the St. Lawrence Estuary and Adjoining Areas, Eastern Canada: An Overview Based on High-Resolution Seismo-Stratigraphy

Abstract

The regional Quaternary seismo-stratigraphy of NW Gulf of St. Lawrence, based on 5700 line km of high resolution seismic reflection profiles, is described. The Quaternary sequence can be locally missing or can exceed 1.3 km in thickness. Five major stratigraphic units are recognized, which vary in their character and distribution so that at any location a variety of bedrock types may be overlain by a distinctive Quaternary sequence. These units relate to the advance and retreat of the Late Wisconsinan Ice Sheet. We interpret these units as: Unit 1, recording the presence of grounded glacial ice, including ice-loaded and ice-deposited sediments. Unit 2, ice-proximal coarse-grained sediment deposited either as a thin, conformable layer during the rapid retreat of an ice terminus, or as a wedge-shaped fan marking the position of an ice front still stand. Unit 3, ice-distal fine-grained sediment deposited from meltwater plumes at times of elevated sea levels and rapidly ablating sea ice. Unit 4, paraglacial deltaic sediment marking the melting of terrestrially-based ice caps, and the concommittant growth of deltas, rapidly prograding into a seaway undergoing rapidly falling sea levels. Unit 5, postglacial sediment reflecting the winnowing of shallow areas and deposition of organic-rich mud in deep basins, under modern sea level and océanographie conditions. A conceptual model dealing with the deposition of sediment associated with the withdrawal of a continental ice sheet is developed. The model includes the dynamics associated with the initial ice advance, terminal ice dynamics, retreat of the ice terminus, stable ice-fronts during the recessional phase, ice sheets ablating on land, and postglacial sedimentation under conditions of fluctuating sea levels.Le présent article se fonde sur des profils effectués par sismique reflection sur 5700 kilomètres dans le nord-ouest du golfe du Saint-Laurent. La séquence quaternaire, parfois absente, peut ailleurs avoir plus de 1,3 kilomètre d'épaisseur. On a relevé cinq grandes unités stratigraphiques dont la nature et la répartition varient. Liées à l'évolution de l'inlandsis du Wisconsinien supérieur, elles se présentent comme suit: unité 1 : sédiments de contact renfermant des sédiments comprimés par le glacier et d'autres déposés par lui; unité 2: sédiments proximaux grossiers, déposés soit en une couche mince et concordante durant le retrait rapide d'un front, soit sous forme de cône marquant la position d'un front stable; unité 3: sédiments distaux fins, déposés par des langues d'eau de fusion dans une mer à niveaux élevés et dont la glace fondait rapidement; unité 4: sédiments deltaïques paraglaciaires révélant la fusion de glaces continentales et la formation rapide et concomitante de deltas dans une mer accusant de fortes baisses de niveau : unité 5: sédiments postglaciaires révélant le triage de zones peu profondes et le dépôt, en profondeur, de boues riches en matières organiques, dans des conditions rappelant celles d'aujourd'hui. Un modèle, exposant les étapes de sédimentation associées au retrait d'un inlandsis, tient compte des dynamiques associées à la première avancée glaciaire, à la position glaciaire finale, au retrait du front glaciaire, à la stabilité du front pendant le retrait, à la fusion de l'inlandsis et à la sédimentation postglaciaire dans une mer aux niveaux changeants.Die régionale Quaternâr Seismo-Stratigraphie des Nordwestens vom Sankt-Lorenz-Golf wird beschrieben, gestûtzt auf 5700 km lange seismische Reflexions-profile mit hoher Auflôsung. Die Quatemàr-Sequenz kann stellenweise fehlen oder auch ùber 1.3 km dick sein. Fùnf stratigraphische Haupt einheiten werden bestimmt. Einheit 1, welche das Vorhandensein von glazialem bodeneis einschliesslich durch Eis kompri-mierte und durch Eis abgelagerte Sedimente dokumentiert. Einheit 2, ein grobgekôrntes Eisproximal-Sediment, das entweder als eine dùnne, gleichgelagerte Schicht wâhrend des schnellen Rûckzugs eines Eisterminus abgelagert wurde, oder als ein keilfôrmiger Fâcher, der den Stillstand einer Eisfront markiert. Einheit 3, ein feinkôrniges Eis-Distal-Sediment, das von Schmelzwasserzungen in Zeiten erhôhter Meeresspiegel und rasch schmelzenden Meereises abgelagert wurde. Einheit 4. ein paraglaziales Delta-Sediment, welches das Schmelzen von auf dem Festland gelagerten Eiskappen markiert und das damit verbundene Anwachsen der Deltas, die schnell zu einem Seeweg vorrùckten und schnell fallenden Meeresspiegeln ausgesetzt waren. Einheit 5, ein postglaziales Sediment, das das Aussortieren seichter Gebiete spiegelt sowie Ablagerung von organisch reichem Schlamm in tiefen Becken und das unter modernen Meeresspiegel - und ozeanographischen Bedingungen. Es wird ein Begriffsmodell entwickelt, das sich mit der Ablagerung von Sediment im Zusammenhang mit dem Ruckzug einer kontinentalen Eisdecke befasst.