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A Sequence Of Glacial Deformation, Erosion, And Deposition At The Ice–Rock Interface During The Last Glaciation: Cranbrook, British Columbia, Canada

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

B. E. Broster
Affiliation:
Department of Geology, University of Western Ontario, London, Ontario N6A 5B7, Canada
A. Dreimanis
Affiliation:
Department of Geology, University of Western Ontario, London, Ontario N6A 5B7, Canada
J. C. White
Affiliation:
Department of Geology, University of Western Ontario, London, Ontario N6A 5B7, Canada
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Abstract

A comparison of bedrock fractures with orientation of structures and fabric in the overlying late Pleistocene basal till indicates a sequence of common glacial origin. The deformations in bedrock and till, and the deposition of the till layer, were accomplished by two glacial flows that were part of a mountain ice sheet: the regional (moving south-south-east) and the local (moving south-south-west) along Peavine Valley.

The following sequence of events is postulated from this investigation: the initial glacial advance from the north-north-west that produced conjugate low-angle shear fractures in the bedrock was followed by competition of both the regional and the Peavine Valley glacial flows which also produced low-angle fracture systems. As the over-riding ice became thicker, high-angle conjugate fractures were formed by both glacial flows. Subsequently, south-east-dipping injection wedges were formed by the regional ice, which was concurrently eroding the down-glacier parts of the wedged blocks, depositing local till, and producing sigmoidal deformations in this till. The main deposition of the overlying lodgement till was accomplished by an interaction of both the regional and the Peavine Valley glacial flows, and the lodgement was supplemented by shearing of the till, producing fissility. Bedrock wedging, as a significant process of glacial erosion, is believed to be discussed here for the first time.

Résumé

Résumé

Une comparaison des failles du lit rocheux avec les orientations des structures et des grains dans la moraine de fond qui recouvre tout le Pléistocène récent, indique une séquence d’origine glaciaire ordinaire. Les déformations dans le lit rocheux et les moraines et le dépôt du niveau morainique ont été accomplis par deux écoulements glaciaires qui appartenaient à une calotte glaciaire de montagne: l’un régional (se mouvant Sud Sud-Est) et l’un local (se déplaçant Sud Sud-Ouest) le long de la Peavine Valley.

De ces investigations on déduit que la succession des événements a été la suivante: l’avance glaciaire initiale depuis le Nord Nord-Ouest qui produisit des cassures conjuguées au cisaillement sous un angle faible dans le lit rocheux fut suivie de la combinaison des courants de glace régionaux et du Peavine Valley qui produisit aussi des systèmes de cassures à angles faibles. Comme la glace surmontante devint plus épaisse, des cassures conjuguées à angles forts furent formées par les deux courants de glace. Par la suite, des coins d’injection s’enfonçant vers le Sud Est furent formés par la glace régionale qui érodait en même temps la partie aval des blocs en coin, déposait une moraine locale et produisait des déformations sigmoïdales dans cette moraine. La plus grande partie des dépôts de la moraine de couverture se fit par une interaction des écoulements des courants régionaux et du Peavine Valley et le dépôt fut complété par le cisaillement de la moraine, produisant un système de failles et une réorientation des grains sous-jacents. Le découpage en coins du lit rocheux est un processus significatif d’érosion glaciaire qui est décrit, croit-on, ici pour la première fois.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Ein Vergleich von Bruchlinien im Felsuntergrund mit der Orientierung von Strukturen und Gefüge in der überlagernden spät-pleistozänen Grundmoräne deutet auf eine Abfolge gemeinsamen glazialen Ursprungs hin. Die Verformungen in Felsbett und Moräne sowie die Ablagerung der Grundmoräne gehen auf zwei Gletschersträme zurück, die Teil eines Inlandeises waren: dem regionalen, nach SSE fliessenden, und den lokalen, nach SSW fliessenden Strom längs des Peavine Valley.

Die Untersuchung lässt folgende Abfolge des Geschehens annehmen: Dem ursprünglichen Gletscher-vorstoss von NNW, der konjugierte, spitzwinklige Scherbrüche im Felsbett hervorrief, folgte ein Wettbewerb zwischen dem regionalen und dem Peavine-Gletscherstrom, der ebenfalls zu spitzwinkligen Bruchsystemen führte. Als das überfahrende Eis dicker wurde, erzeugten beide Gletscherströme stumpfwinklige konjugierte Brüche. In der Folge bildete das regionale Eis SE-gerichtete Injektionskeile aus, wobei die gletscherabwärts liegenden Teile der Keilblöcke erodiert, Lokal moräne abgelagert und sigmoidale Verformungen in dieser Moräne erzeugt wurden. Die Hauptablagerung der überlagernden Moräne wurde durch eine Wechselwirkung zwischen beiden Gletscherströmen hervorgerufen. Die Ablagerung war mit einer Scherung der Moräne verbunden, die zur Bruchschieferung und Unmorientierung des Gefüges führte. Keilspaltung des Felsbettes als wesentlicher Vorgang der glazialen Erosion dürfte hier zum ersten Mal beschrieben sein.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1979
Figure 0

Fig. 1. Area map, with the location plan for the lower three trenches in the lower right corner. The contour line is approximately 1 200 m above sea-level. The study area is indicated by an asterisk. Allignments of drumlins and striae are marked by standard symbols.

Figure 1

Fig. 2. Cross-section X–Y. P, Peavine Valley till or shear plane; R, till deposited by regional ice flow; 1–24, till sampling sites. For location see Figure 1.

Figure 2

Fig. 3. Section along the western wall of trench 3. Numbers 3–7 are sample locations.

Figure 3

Fig. 4. Bedrock zones A, B and C in trench 2; A is overlain by lodgement till. The knife is 26 cm long.

Figure 4

Fig. 5. A wedge north of the dyke in the west wall of trench 3.

Figure 5

Table I. Selected analytical data. Sample locations in Figure 3

Figure 6

Fig. 6. Lower-hemisphere Lambert projection showing mean principal compressive stress directions τ1 for conjugate fracture sets F2–F3 in trenches 1–3. F1 is mean of all three trenches.

Figure 7

Fig. 7. Sequence of wedge formation. (1) Seepage from base of glacier into glaciotectonic fractures; (2) depostion of fine sediment–water slurry displaying laminated fissility parallel to the fracture walls; (3) displacement of down–glacier block by glacial drag and/or freeze–thaw and injection of debris-rich material from base of glacier; (4) fracturing and incorporation of the projecting down-glacier block by glacial over-riding.