Stratigraphic and Structural Constraints on Limestone Exploration: A Case Study from Northern New Brunswick, Canada

Exploration and Mining Geology, Vol. 16, No. 1-2, 2007

I. Dimitrov and S.R. McCutcheon

Abstract Industrial-grade limestone is found in both the Lower Silurian La Vieille Formation and Upper Silurian LaPlante Formation of the Chaleurs Group in northern New Brunswick. Currently, between 150 000 and 200 000 tonnes of limestone are produced per year from the proximal facies of the LaPlante Formation at the Sormany quarry of Elmtree Resources Ltd., located west of Bathurst.

The proximal facies of the LaPlante Formation was deposited on the margins of tectonically uplifted Ordovician terranes. This facies comprises stromatoporoidal-algal bindstone intercalated with wackestone, packstone, and floatstone in variable proportions. The distal facies comprises calcareous shale and minor limestone deposited deeper offshore.

Folding and faulting related to Middle Devonian Acadian tectonism have caused an increase in the apparent thickness of the limestone sequences, especially adjacent to the regional Rocky Brook–Millstream fault. Structural and stratigraphic observations indicate that some of the limestone bodies in the area have been tectonically displaced from their site of deposition.
Keywords: Limestone, New Brunswick exploration, Sormany quarry, geophysical methods, remote sensing methods
Résumé Des calcaires de qualité industrielle sont présents dans la Formation de La Vieille d’âge Silurien Inférieur et la Formation de LaPlante d’âge Silurien Supérieur dans le Groupe de Chaleurs du Nord du Nouveau Brunswick. La production annuelle de calcaire à partir de la carrière Sormany d’Elmtree Ressources Ltd., située à l’ouest de Bathurst dans le faciès proximal de la Formation de LaPlante, se situe entre 150,000 et 200,000 tonnes.

Le faciès proximal de la Formation de LaPlante a été déposé en marge de la zone de soulèvement tectonique des terranes d’âge Ordovicien. Ce faciès comprend des bindstones algaires à stromatopores entrecoupés d’interlits de wackestone, de packstone et de floatstone en proportion variable. Le faciès distal comprend des shales calcareux et un peu de calcaire déposés dans la zone offshore, en eau plus profonde.

Un épaississement apparent des séquences calcaires a été causé par le plissement et les failles liées à l’activité tectonique d’âge Dévonien Moyen, particulièrement le long de la faille régionale Rocky Brook-Millstream. Les observations structurales et stratigraphiques indiquent que certaines des masses calcaires de ce secteur ont été déplacées tectoniquement de leur site de dépôt.

Plusieurs méthodes de prospection ont été utilisées pour trouver de nouvelles ressources en calcaire, incluant la cartographie géologique, les levés électromagnétiques aéroportés et au sol ainsi que la télédétection par satellite. Les unités de roches détritiques de part et d’autre de la Formation de LaPlante ont des propriétés reconnaissables qui permettent de tracer l’extension du calcaire ainsi délimité. Les méthodes géophysiques aéroportées n’ont pas été particulièrement utiles à tracer l’extension des lits de calcaire à cause de la présence de matériaux glaciaires saturés en eau, de l’épaisseur de la couverture végétale et de la petite taille des cibles, le levé aéro-magnétique a par contre contribué à cartographier l’unité clastique sous-jacente. Les données de télédétection, les modèles numériques de terrain à haute résolution en particulier, ont contribué à l’identification d’une topographie karstique associée à la présence de calcaire.