⁴⁰Ar/³⁹Ar dating of Paleoproterozoic shear zones in the Ellesmere–Devon crystalline terrane, Nunavut, Canadian Arctic

Paleoproterozoic gneisses of the Ellesmere–Devon crystalline terrane on southeastern Ellesmere Island are deformed by metre-scale, east-striking mylonite zones. The shear zones commonly offset pegmatitic dikes and represent the last episode of ductile deformation. Samples were dated by the ⁴⁰Ar/³⁹Ar step-heating method to put an upper limit on the time of deformation. Biotite from one tonalitic protolith and five shear zones give geologically meaningful results. Clusters of unoriented biotite grains pseudomorph granulite-facies orthopyroxene in some of the weakly deformed gneisses, whereas the shape-preferred orientation of biotite defines the mylonitic fabric. The intrusive age of the tonalitic protolith is 1958 ± 12 Ma, based on previous U–Pb dating of zircon. ⁴⁰Ar/³⁹Ar analysis of biotite from the same sample gave a plateau age of 1929 ± 23 Ma, which is interpreted as cooling from regional granulite facies metamorphism. Three nearby samples of mylonitic tonalite have ⁴⁰Ar/³⁹Ar ages in the range of ≈1870–1840 Ma. Biotite from two granitic mylonites over 80 km away return high-resolution Ar spectra in the same range, implying that widespread ductile shearing occurred at ≈1870–1840 Ma, or ≈90 million years after cooling from regional metamorphism. Although the 2.0–1.9 Ga gneisses of southeastern Ellesmere Island correlate with the Inglefield Mobile Belt in North-West Greenland and the Thelon Tectonic Zone, the late shear zones are superimposed on that juvenile arc long after the 1.97 Ga Thelon orogeny.

Des gneiss paléoprotérozoïques du terrane cristallin d’Ellesmere–Devon dans le sud-est de l’île d’Ellesmere sont déformés par des zones métriques de mylonites de direction Est. Dans bien des cas, ces zones de cisaillement ont entraîné le décalage de dykes de pegmatite et représentent le dernier épisode de déformation ductile. Des échantillons ont été datés au ⁴⁰Ar/³⁹Ar par la méthode de chauffe par paliers afin d’établir une limite d’âge supérieure pour la déformation. Des biotites provenant d’un protolite tonalitique et de cinq zones de cisaillement donnent des résultats cohérents du point de vue géologique. Des amas de grains de biotite sans orientation privilégiée représentent des pseudomorphes d’orthopyroxène du faciès des granulites dans certains des gneiss faiblement déformés, alors que l’orientation privilégiée d’autres grains de biotite définit la fabrique mylonitique. L’âge d’intrusion du protolite tonalitique est de 1958 ± 12 Ma, à la lumière de résultats passés de datation U–Pb sur zircons. L’analyse ⁴⁰Ar/³⁹Ar de biotite du même échantillon produit un âge de plateau de 1929 ± 23 Ma, qui est interprété comme étant l’âge du refroidissement ayant suivi le métamorphisme régional au faciès des granulites. Trois échantillons de tonalite mylonitique prélevés à proximité ont donné des âges ⁴⁰Ar/³⁹Ar dans l’intervalle de ≈1870–1840 Ma. De la biotite de deux mylonites granitiques situées à plus de 80 km donne des spectres de Ar de haute résolution dans la même fourchette d’âges, ce qui sous-entend qu’un cisaillement ductile répandu a eu lieu dans l’intervalle de ≈1870–1840 Ma, ou ≈90 millions d’années après le refroidissement qui a suivi le métamorphisme régional. Bien que les gneiss de 2,0–1,9 Ga du sud-est de l’île d’Ellesmere soient corrélés à la ceinture mobile d’Inglefield du Groenland du Nord-Ouest et à la zone tectonique de Thelon, les zones de cisaillement tardives ont été superposées sur cet arc juvénile bien après l’orogenèse de Thelon à 1,97 Ga. [Traduit par la Rédaction]