Sedimentation in Ice-Damned Glacial Lake Assiniboine, Saskatchewan, and Catastrophic Drainage Down the Assiniboine Valley

Abstract

Ice-dammed glacial Lake Assiniboine covered approximately 1500 km 2 in eastern Saskatchewan at about 11,000 BP. Lithofacies in two cores from the lake basin were identified, correlated, and linked to paleolake strandlines and inflow and outflow channels discerned from aerial photos and surface mapping. Deeper lake stages are reflected by silt and clay varve deposition in the deepest part of the basin, whereas shallower stages are represented by fluctuating grain size and current-generated sedimentary structures in sediments nearer to where influxes of melt-water occurred. The stratigraphie record revealed six lake phases, beginning with a shallow period when water collected in the interlobate area between ice on the Duck Mountain Upland to the east and the Assiniboine Ice Lobe to the west. A rise in lake level to about 495 m occurred as the southern outlet was dammed by ice. After about 85 varve years, waters from the Porcupine Hills Upland to the north flooded into glacial Lake Assiniboine, perhaps as a result of the drainage of an ice marginal lake, causing erosion at the lake's southern outlet and a drop in lake level. A second major influx of water from the Porcupine Hills area, at least 20 varve years later, led to downcutting of the outlet and draining of Lake Assiniboine. Shallow and deep channels, streamlined hills, and scattered boulders adjacent to the now-entrenched Assiniboine valley at the former outlet of glacial Lake Assiniboine suggest that the lake drained catastrophically. Similar geomorphic features at sites downstream along the Assiniboine valley are also indicative of catastrophic flow, although only those areas north of the Qu'Appelle River spillway junction are predominantly attributed to outbursts from glacial Lake Assiniboine. Le Lac Assiniboine, dans l'est de la Saskatchewan, avait une superficie d'environ 1500 km 2 vers 11 000 BP. Les lithofaciès de deux carottes recueillies dans le bassin du lac ont été identifiés, corrélés et reliés à des lignes de rivage du paléo-lac; les arrivées et les sorties d'eau ont été identifiées sur photographies aériennes et cartes de formations superficielles. Les stades de grande profondeur sont représentés par les dépôts de varves silteuses et argileuses dans les parties les plus profondes du bassin, tandis que les stades de moindre profondeur sont représentés par une granulométrie fluctuante et par les structures sédimentaires de courants situées près des entrées d'eaux de fonte. Les données stratigraphiques révèlent six phases lacustres, avec une première de faible profondeur dont l'eau provenait d'une région située entre le lobe glaciaire de Duck Mountain, à l'est, et le lobe Assiniboine, à l'ouest. Le niveau du lac a atteint 495 m lorsqu'un barrage glaciaire a fermé l'exutoire, au sud. Après 85 années varvaires, les eaux en provenance des Porcupine Hills, au nord, se sont déversées dans le Lac Assinibone, probablement en raison de la vidange d'un lac de marge glaciaire, provoquant ainsi l'érosion de l'exutoire au sud du lac et l'abaissement du niveau. Un deuxième apport important en provenance des Porcupine Hills, survenu au moins 20 années varvaires plus tard, a provoqué une telle incision que le lac Assiniboine s'est vidé. Divers éléments et formes laissent croire que la vidange fut catastrophique. D'autres formes situées en aval le long de la vallée de !'Assiniboine témoignent aussi d'un écoulement catastrophique, bien que seules les parties situées au nord de la jonction avec le canal de trop plein de la rivière Qu'Appelle aient été attribuées à la débâcle du Lac Assiniboine. Der glaziale Eisstausee Assiniboine bedeckte circa 1500 km2 im ôstlichen Saskatchewan urn etwa 11 000 v.u.Z. In zwei Bohrkernen vom Seebecken wurden die Lithofazies identifiziert, korreliert und in Verbindung zu den Uferlinien des Palàosees gebracht; WasserzufluB- und WasserausfluBkanàle wurden mittels Luftaufnahmen und Oberflàchenkarten identifiziert. Stadien grôBerer Tiefe sind erkennbar an Schlamm- und Lehm-Warwen-Ablagerung im tiefsten Teil des Beckens, wogegen seichter Stadien durch eine fluktuierende Kornverteilung und strombedingte Sedimentstrukturen in den Sedimenten, die dem SchmelzwasserzufluB nâher waren, gekennzeichnet sind. Der stratigraphische Beleg IaBt sechs Seenphasen erkennen, beginend mit einer seichten Période, als Wasser sich in dem gebiet zwischen der Eislobe von Duck Mountain Upland im Osten und der Assiniboine-Eislobe im Westen ansammelte. Der Wasserspiegel des Sees stieg auf etwa 495 m an, als der sudliche Auslâufer durch Eis gestaut wurde. Nach etwa 85 Warwen-Jahren ergoB sich das Wasser vom Porcupine Hills Upland nordwàrts in den glazialen Assiniboine-See, vielleicht infolge der Entwâsserung eines Eisrandsees, und bewirkte eine Erosion am sudlichen SeeausfluB und eine Senkung des Wasserspiegels. Ein zweiter bedeut-ender ZufluB von Wasser vom Gebiet der Porcupine Hills, mindstens 20 Warwen-Jahre spâter, fiihrte zu einem Einschnitt des Ausflusses, so daB der Assiniboine-See sich leerte. Flache und tiefe Furchen, stromformige Hugel und verstreute Blôcke neben dem jetzt an dem fruheren AusfluB des Assiniboine-Sees eingegrabenen Assiniboine-Tal lassen vermuten, daB der See sich katastrophal leerte. Ahnliche geomorphologische Formen talabwàrts entlang dem Assiniboine-Tal weisen auch auf ein katastrophales AbflieBen, wenn auch nur die Gebiete nôrdlich des Zusammenflusses des Qu'Appelle River mit der Ùberlaufrinne den Ausbrùchen vom glazialen Assiniboine-See zugeschrieben werden.