1. What lies beneath: geophysical mapping of a concealed Precambrian intrusive complex along the Iowa-Minnesota border
- Author
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Drenth, Benjamin J., Anderson, Raymond R., Schulz, Klaus J., Feinberg, Joshua M., Chandler, Val W., and Cannon, William F.
- Subjects
Mine surveying -- Methods ,Geological research ,Geological mapping -- Methods ,Earth sciences - Abstract
Large-amplitude gravity and magnetic highs over northeast Iowa are interpreted to reflect a buried intrusive complex composed of mafic-ultramafic rocks, the northeast Iowa intrusive complex (NEIIC), intruding Yavapai province (1.8-1.72 Ga) rocks. The age of the complex is unproven, although it has been considered to be Keweenawan (~1.1 Ga). Because only four boreholes reach the complex, which is covered by 200-700 m of Paleozoic sedimentary rocks, geophysical methods are critical to developing a better understanding of the nature and mineral resource potential of the NEIIC. Lithologic and cross-cutting relations interpreted from high-resolution aeromagnetic and airborne gravity gradient data are presented in the form of a preliminary geologic map of the basement Precambrian rocks. Numerous magnetic anomalies are coincident with airborne gravity gradient (AGG) highs, indicating widespread strongly magnetized and dense rocks of likely mafic-ultramafic composition. A Yavapai-age metagabbro unit is interpreted to be part of a layered intrusion with subvertical dip. Another presumed Yavapai unit has low density and weak magnetization, observations consistent with felsic plutons. Northeast-trending, linear magnetic lows are interpreted to reflect reversely magnetized diabase dikes and have properties consistent with Keweenawan rocks. The interpreted dikes are cut in places by normally magnetized mafic-ultramafic rocks, suggesting that the latter represent younger Keweenawan rocks. Distinctive horseshoe-shaped magnetic and AGG highs correspond with a known gabbro, and surround rocks with weaker magnetization and lower density. Here, informally called the Decorah complex, the source body has notable geophysical similarities to Keweenawan alkaline ring complexes, such as the Coldwell and Killala Lake complexes, and Mesoproterozoic anorogenic complexes, such as the Kiglapait, Hettasch, and Voisey's Bay intrusions in Labrador. Results presented here suggest that much of the NEIIC is composed of such complexes, and broadly speaking, may be a discontinuous group of several intrusive bodies. Most units are cut by suspected northwest-trending faults imaged as magnetic lineaments, and one produces apparent sinistral fault separation of a dike in the eastern part of the survey area. The location, trend, and apparent sinistral sense of motion are consistent with the suspected faults being part of the Belle Plaine fault zone, a complex transform fault zone within the Midcontinent rift system that is here proposed to correspond with a major structural discontinuity. De grandes cretes magnetiques et gravimetriques sur le nord-est de l'Iowa sont interpretees comme etant le reflet d'un complexe intrusif enfoui compose de roches mafiques et ultramafiques, soit le complexe intrusif du nord-est de l'Iowa (NEIIC), lequel penetre les roches de la Province de Yavapai (1,8-1,72 Ga). L'age du complexe n'a pas ete prouve, bien qu'il soit considere comme datant du Keweenawien (~1.1 Ga). Puisque seulement quatre sondages ont atteint le complexe, lequel est recouvert de 200 a 700 m de roches sedimentaires paleozoiques, les methodes geophysiques sont essentielles au developpement d'une meilleure comprehension de la nature et du potentiel mineral du NEIIC, Des relations lithologiques et de recoupement, interpretees a partir de donnees aeromagnetiques et de gradients de gravite aeroportes a haute resolution, sont presentees sous la forme d'une carte geologique preliminaire des roches du socle precambrien. De nombreuses anomalies magnetiques coincident avec les cretes des gradients de gravite aeroportes (AGG), indiquant des roches denses fortement magnetisees, probablement de composition mafique-ultramafique. Une unite de metagabbro d'age Yavapai est interpretee comme faisant partie d'une intrusion stratifiee avec un pendage subvertical. Une autre unite, presumee Yavapai, a une faible densite et une faible magnetisation; ce qui concorde avec des plutons felsiques. Des creux magnetiques, a tendance nord-est, sont interpretes comme etant le reflet de dykes de diabase a magnetisation inverse; leurs proprietes concordent avec celles de roches keweenawiennes. Les dykes interpretes sont par endroits recoupes par des roches mafiques-ultramafiques a magnetisation normale, suggerant que ces dernieres representent des roches keweenawiennes plus jeunes. Des cretes distinctes magnetiques et d'AGG en forme de fer a cheval correspondent a un gabbro connu et elles entourent des roches a magnetisation plus faible et a densite moindre. L'amas source, ici nomme de maniere informelle complexe de Decorah, presente des similarites geophysiques remarquables aux complexes annulaires alcalins keweenawiens, tels que les complexes de Coldwell et de Killala Lake, et a des complexes anorogeniques datant du Mesoproterozoique, tels que les intrusions de Kiglapait, de Hettasch et de Voisey's Bay au Labrador. Selon les resultats presentes ici, une grande partie du NEIIC serait composee de tels complexes et, de maniere generale, elle pourrait constituer un groupe discontinu de plusieurs amas intrusifs. La plupart des unites sont recoupees par des failles presumees a tendance nord-ouest dont l'imagerie donne des lineaments magnetiques; une unite a donne une separation, par une faille apparente senestre, d'un dyke dans la partie est du secteur a l'etude. L'endroit, la tendance et le sens senestre apparent de mouvement concordent avec le fait que les failles en question appartiendraient a la zone de faille de Belle Plaine, une zone de failles transformantes dans le systeme de rifts medio-continental que l'on propose ici correspondre a une discontinuite structurale majeure. [Traduit par la Redaction], Introduction Mineral exploration trends indicate that exploration for deposits in crystalline rocks under sedimentary cover is increasing, as exposed and shallowly buried deposits are discovered less frequently (Witherly 2012; Williams [...]
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- 2015
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