Sentralatlantisk magmatisk provins - Central Atlantic magmatic province

Sentralatlantisk magmatisk provins
LEIR
CAMP Magmatism i sammenheng med Pangea.jpg
Plassering av store gjenværende elementer i CAMP
plassering Sentral -Nord -Atlanterhavet , Nordvest -Afrika , Sørvest -Europa , Nordøst -Sør- og Sørøst -Nord -Amerika
Offshore vannforekomster Atlanterhavet
Lengde 5000 km (3100 mi)
Bredde 2500 km (1600 mi)
Område 11 000 000 km 2 (1,2 × 10 14  kvm)
Alder siste Triassic - Early Jurassic
Orogeny Oppbrudd av Pangea
Siste utbrudd Hettangian

Den sentralatlantiske magmatiske provinsen ( CAMP ) er jordens største kontinentale store vulkanske provins , og dekker et område på omtrent 11 millioner km 2 . Den består hovedsakelig av basalt som dannet seg før Pangea brøt sammen i mesozoikum , nær slutten av trias og begynnelsen av jura -periodene. Den påfølgende oppbruddet av Pangea skapte Atlanterhavet , men den massive vulkanske oppveksten ga en arv av basaltiske diker , terskler og lava som nå er spredt over et stort område rundt det nåværende sentrale Nord -Atlanterhavet, inkludert store forekomster i Nordvest -Afrika , Sørvest -Europa , samt nordøst i Sør- og sørøst -Nord -Amerika (funnet som kontinentale toleiittiske basalter i subaerielle strømninger og påtrengende organer ). Navnet og CAMP -akronymet ble foreslått av Andrea Marzoli (Marzoli et al. 1999) og vedtatt på et symposium som ble holdt på vårmøtet i American Geophysical Union i 1999.

Vulkanutbruddene i CAMP skjedde for rundt 201 millioner år siden og delte seg i fire pulser som varte i over ~ 600 000 år. Den resulterende store vulkanske provinsen er i dekket område den mest omfattende på jorden. Volumet av magmastrøm på ~ 2–3 × 10 6 km 3 gjør den også til en av de mest omfangsrike.

Denne geologiske hendelsen er assosiert med Triassic - Jurassic extinction -hendelsen .

Tilkoblede magma flyter

Selv om noen forbindelser mellom disse basalter hadde lenge vært anerkjent, i 1988 de ble koblet som utgjør én stor flom basalt provinsen ( Rampino & Stothers 1988 ). De basaltiske terskler av lignende alder (nær 200 Ma, eller tidligste jura) og sammensetning (mellom-Ti kvarts tholeiitt) som forekommer over det enorme Amazonas elvebasseng i Brasil, var knyttet til provinsen i 1999 ( Marzoli et al. 1999 ). Rester av CAMP er identifisert på fire kontinenter (Afrika, Europa, Nord -Amerika og Sør -Amerika) og består av thoeliittiske basalter dannet under åpningen av Atlanterhavsbassenget under oppbruddet av det pangeanske superkontinentet ( Blackburn et al. 2013 ).

Geografisk omfang

Provinsen har blitt beskrevet som å strekke seg innenfor Pangea fra dagens sentrale Brasil nordøstover omtrent 5000 kilometer over Vest- Afrika , Iberia og nordvestlige Frankrike , og fra det indre av vestlige Afrika vestover i 2500 kilometer (1600 mi) gjennom østlige og Sør -Amerika ( McHone 2000 ). Hvis ikke den største provinsen etter volum, omfatter CAMP absolutt det største området som er kjent, omtrent 11 000 000 kvadratkilometer (4 200 000 kvadratkilometer), fra en hvilken som helst kontinental stor vulkansk provins .

Nesten alle CAMP -bergarter er tholeiittiske i sammensetning, med vidt adskilte områder hvor basaltstrømmer er bevart, samt store grupper av diabase (doleritt) terskler eller ark, små lopolitter og diker i hele provinsen. Diker forekommer i veldig store individuelle svermer med spesielle komposisjoner og orienteringer. CAMP -aktivitet er tilsynelatende relatert til riften og oppbruddet av Pangea under slutten av trias gjennom tidlige jura -perioder, og den enorme provinsstørrelsen, varianter av basalt og kort tidsperiode for CAMP magmatisme inviterer til spekulasjoner om mantelprosesser som kan forårsake en slik magmatisk hendelse samt rive et superkontinent ( Wilson 1997 ), ( McHone 2000 ).

Det ville være interessant å utforske bevis for muligheten for en katastrofal meteorpåvirkning i havene på motsatt side av jorden fra CAMP, ettersom en slik påvirkning kanskje kan utløse en stor vulkansk provins (f.eks. Siberian Traps -formasjonshypotese av antipodal Wilkes Land kraterpåvirkning ) og til og med kontinentalt oppbrudd.

Forbindelse med Trias-Jurassic grensen og den tilhørende masseutryddelsen

I 2013 ble CAMPs forbindelse til slutten av Trias-utryddelsen , med store utryddelser som muliggjorde dominans av dinosaurer over land, mer fast etablert. Fram til 2013 hadde usikkerhetene i de geokronologiske datoene vært for grove til å bekrefte at vulkanutbruddene var korrelert med store klimaendringer. Verket av Blackburn et al. viste en stram synkronitet mellom den tidligste vulkanismen og utryddelsen av store populasjoner ved bruk av datering av uran-bly av zirkon. De demonstrerte videre at de magmatiske utbruddene samt de medfølgende atmosfæriske endringene ble delt inn i fire pulser som varte i over ~ 600 000 år ( Blackburn et al. 2013 ).

Før den integrasjonen var to hypoteser i debatt. Den ene hypotesen var spesielt basert på studier på trias-jura-bassenger fra Marokko, der CAMP- lavastrømmer vokser ut (f.eks. Marzoli et al. 2004 ), mens den andre var basert på data fra slutt-trias-utryddelse fra øst- nordamerikanske basseng og lavastrømmer som viser en ekstremt stor omsetning i henholdsvis fossil pollen, sporer (sporomorfer) og virveldyr ( Whiteside et al. 2007 ).

Marokko

En basaltisk lavastrømningsdel fra Middle Atlas, Marokko

De tykkeste lavastrømningssekvensene til den afrikanske CAMP er i Marokko, hvor det er basaltiske lavahauger som er mer enn 300 meter tykke. Det mest studerte området er Central High Atlas , hvor de best bevarte og mest komplette basaltiske lavahaugene avsløres. I henhold til geokjemiske, petrografiske og isotopiske data ble fire forskjellige toleiittiske basaltiske enheter gjenkjent og kan plasseres i det sentrale høyatlaset: Nedre, mellomliggende, øvre og tilbakevendende basalter.

De nedre og mellomliggende enhetene består av basaltiske andesitter , mens de øvre og tilbakevendende enhetene har basaltisk sammensetning. Fra lavere til gjentagende enhet observerer vi:

  • en progressiv nedgang i utbruddshastigheten (de nedre og mellomliggende enhetene representerer over 80% av bevart lavavolum);
  • en trend som går fra intersertal til porfyrisk tekstur;
  • en progressiv uttømming av inkompatibelt elementinnhold i basaltene, muligens knyttet til en progressiv uttømming av mantelkilden.

Isotopiske analyser

Alder ble bestemt ved 40 Ar/ 39 Ar analyse på plagioklase ( Knight et al. 2004 ), ( Verati et al. 2007 ), ( Marzoli et al. 2004 ). Disse dataene viser umulige aldre (199,5 ± 0,5 Ma) fra laveste til øvre lavastrøm, fra sentrale til nordlige Marokko. Derfor er CAMP en intens, kort magmatisk hendelse. Basalter på den gjentagende enheten er litt yngre (gjennomsnittsalder: 197 ± 1 Ma) og representerer en sen hendelse. Konsekvent er de øvre og tilbakevendende basalter atskilt med et sedimentært lag som lokalt når en tykkelse på rundt 80 m.

Magnetostratigrafi

Ifølge magnetostratigrafiske data ble de marokkanske CAMP -hendelsene delt inn i fem grupper, som var forskjellige i paleomagnetisk orientering (deklinasjon og helling) ( Knight et al. 2004 ). Hver gruppe består av et mindre antall lavastrømmer (dvs. et lavere volum) enn den foregående. Disse dataene antyder at de ble opprettet av fem korte magmapulser og utbruddshendelser, hver muligens <400 (?) År lange. Alle lavastrømningssekvenser er preget av normal polaritet, bortsett fra en kort paleomagnetisk reversering gitt av en lavastrøm og av en lokalisert mellomlagskalkstein i to forskjellige seksjoner av High Atlas CAMP.

Palynologiske analyser

Palynologiske data fra sedimentære lagprøver ved foten av fire lavastrømningssekvenser begrenser starten på CAMP, siden det ikke er tegn på avsetningsavbrudd eller tektonisk deformasjon i bunnen av lavastrømningshaugene ( Marzoli et al. 2004 ). Den palynologiske sammensetningen som ble observert i disse basallagene er typisk for sen triasalder , lik den for de øverste triasiske sedimentære bergartene i det østlige Nord -Amerika. Prøver fra kalklag i mellomlag i lavastrømmer ga upålitelige palynologiske data. En kalksteinbed fra toppen til de sentrale øvre basaltene i High Atlas ga en sen triasisk palynologisk samling. Imidlertid er de observerte sporomorfene i denne prøven sjeldne og dårlig bevart.

Konklusjoner

Alle disse dataene indikerer at de basaltiske lavastrømmene i den sentralatlantiske magmatiske provinsen i Marokko ble utbrudd på ca. 200 Ma og spenner over Tr - J -grensen. Dermed er det veldig mulig at det er en sammenheng mellom denne magmatiske hendelsen og Tr-J-grensens klimatiske og biotiske krise som førte til masseutryddelsen .

Østlige Nord -Amerika

Basal kontakt med North Mountain -delen av Fundy -bassenget, Nova Scotia, Canada

Den nordamerikanske delen av CAMP -lavastrømmene vokser ut i forskjellige seksjoner i bassengene i Newark, Culpeper, Hartford, Deerfield, dvs. Newark Supergroup i New England (USA), og i Fundy Basin i Nova Scotia (Canada). CAMP består her av sjeldne olivin - og vanlige kvartsnormative basalter som viser en flott lateral forlengelse og en maksimal tykkelse på opptil 1 km. De basaltiske strømningene skjer på toppen av kontinentale fluviale og lakustrine sedimentære enheter i triasalderen. 40 Ar/ 39 Ar-data (om plagioklase) indikerer for disse basaltiske enhetene en absolutt alder på 198-200 Ma ( Hames et al. 2003 ) som bringer denne magmatiske hendelsen utvilsomt nær Trias-Jurassic (Tr-J) grensen. Derfor er det nødvendig å avgjøre om den strekker seg over grensen eller ikke: hvis ikke, kan ikke CAMP være en årsak til slutten av Trias -utryddelsen . For eksempel, ifølge Whiteside et al. 2007 er det palynologiske, geokjemiske og magnetostratigrafiske bevis på at CAMP postdaterer Tr-J-grensen.

Magnetostratigrafi

I Newark-bassenget observeres en magnetisk reversering (E23r) like under de eldste basalter og mer eller mindre i samme posisjon som en palynologisk omsetning, tolket som Tr-J-grensen. I Marokko er det oppdaget to reverseringer i to lavastrømningssekvenser. To forskjellige korrelasjoner mellom den marokkanske og Newark magnetostratigrafi er blitt foreslått. Marzoli et al. 2004 antyder at Tr-J-grensen er plassert over det nedre omvendte polaritetsnivået som er plassert mer eller mindre ved foten av den mellomliggende basaltenheten i Marokko. Disse to nivåene kan korreleres med kron E23r i Newark -bassenget, derfor daterte de nordamerikanske CAMP Basalts Tr -J -grensen etter at en del av den marokkanske CAMP ble utbrudd i Trias. Derimot, Whiteside et al. 2007 foreslår at disse to nivåene kan være de tidligste juraintervallene med omvendt polaritet som ikke er samplet i Newark Basin -sekvensen (mange flere lavastrømmer er tilstede i den marokkanske etterfølgelsen enn i Newark -bassenget), men observert i tidlige jura sedimentære sekvenser av Paris -bassenget av Frankrike. Omvendte polaritetsintervaller i Amerika kan være tilstede i North Mountain (Fundy -bassenget, Nova Scotia), som er dårlig prøvetatt, selv om tidligere magnetostratigrafi -analyse i denne sekvensen bare viste normal polaritet, eller i Scots Bay -medlemmet i Fundy -bassenget som aldri har blitt prøvetatt . Det er bare ett utmark i CAMP of America hvor omvendt polaritet er observerbar: et CAMP -relatert (omtrent 200 Ma) dike i North Carolina. Whiteside et al. 2007 antyder at omvendte polaritetsintervaller i dette dike kan være etter trias alder og korrelert med de samme hendelsene i Marokko.

Palynologiske analyser

Tr-J-grensen er ikke offisielt definert, men de fleste arbeidere gjenkjenner den i kontinentale lag ved det siste utseendet på index taxa som Ovalipollis ovalis , Vallasporites ignatii og Patinasporites densus eller, i marine seksjoner, ved det første utseendet på ammonitt Psiloceras planorbis . I Newark-bassenget skjer den palynologiske omsetningshendelsen (derav Tr-J grense masseutryddelse) under de eldste CAMP lavastrømmene. Det samme kan sies om Fundy, Hartford og Deerfield Basins. I de undersøkte marokkanske CAMP -seksjonene (Central High Atlas Basin), sedimentære lag prøvetatt umiddelbart under de eldste basaltiske lavastrømmene, tilsynelatende inneholder trias taxa (f.eks. P. densus ), og ble dermed definert som trias i alder som minst den laveste lavaen strømmer ( Marzoli et al. 2004 ). Likevel foreslås en annen tolkning av Whiteside et al. 2007 : de sedimentære lagene som er prøvetatt, er ganske deformerte, og dette kan bety at noen sedimentære enheter kan mangle (erodert eller strukturelt utelatt). Når det gjelder trias -pollenene som finnes i noen sedimentære enheter over den øvre enhetens basalter, kunne de ha blitt omarbeidet, så de representerer ikke en helt pålitelig begrensning.

Geokjemiske analyser

CAMP lavastrømmer fra Nord-Amerika kan geochemically separeres i tre enheter: de eldre som er klassifisert som høy titan kvarts norm (HTQ) basalter (TiO 2 = 1,0 til 1,3 vekt%); disse blir fulgt av lavastrømmer klassifisert som lavt titankvarts normative (LTQ) basalter (TiO 2 = ca. 0,8-1,3 vekt%); og deretter av den yngste lavastrømmenheten klassifisert som høy titan jernkvarts normative (HTIQ) basalter (TiO 2 = 1,4-1,6 vekt%). I følge Whiteside et al. 2007 viser geokjemiske analyser basert på innhold av titan, magnesium og silisium en viss sammenheng mellom de nedre nordamerikanske lavastrømmene og den nedre enheten i den marokkanske CAMP, og forsterker dermed konklusjonen om at de marokkanske basaltene daterte Tr-J-grensen.

Derfor, ifølge disse dataene, bør CAMP-basalter ikke inkluderes blant de direkte årsakene til Tr-J masseutryddelse.

Referanser

  • Blackburn, Terrence J .; Olsen, Paul E .; Bowring, Samuel A .; McLean, Noah M .; Kent, Dennis V .; Puffer, John; McHone, Greg; Rasbury, Troy; Et-Touhami7, Mohammed (2013). "Zirkon U-Pb geokronologi knytter den endetriasiske utryddelsen til den sentralatlantiske magmatiske provinsen". Vitenskap . 340 (6135): 941–945. Bibcode : 2013Sci ... 340..941B . CiteSeerX  10.1.1.1019.4042 . doi : 10.1126/science.1234204 . PMID  23519213 . S2CID  15895416 .
  • Fowell, SJ; Traverse, A. (1995). "Palynologi og alder for den øvre Blomidon -formasjonen, Fundy Basin, Nova Scotia". Gjennomgang av Palaeobotany and Palynology . 86 (3–4): 211–233. doi : 10.1016/0034-6667 (94) 00147-C .
  • Hames, VI; McHone, JG; Renne, P .; Ruppel, C., red. (2003). Central Atlantic Magmatic Province: Innsikt fra fragmenter av Pangea . 136 . American Geophysical Union Monograph. s. 267. ISBN 978-0-87590-995-0.
  • Knight, KB; Nomade, S .; Renne, PR; Marzoli, A .; Betrand, H .; Youbi, N. (2004). "Den sentralatlantiske magmatiske provinsen ved Trias - Jurassic grensen: paleomagnetisk og 40Ar/30Ar bevis fra Marokko for kort, episodisk vulkanisme". Earth and Planetary Science Letters . 228 (1–2): 143–160. Bibcode : 2004E & PSL.228..143K . doi : 10.1016/j.epsl.2004.09.022 .
  • McHone, JG (2000). "Ikke-plume magmatisme og rifting under åpningen av Sentral-Atlanterhavet". Tektonofysikk . 316 (3–4): 287–296. Bibcode : 2000Tectp.316..287M . doi : 10.1016/S0040-1951 (99) 00260-7 .
  • McHone, JG (2003). "Flyktige utslipp av Central Atlantic Magmatic Province basalter: Masseforutsetninger og miljøkonsekvenser" (PDF) . I Hames, VI; Mchone, JG; Renne, P .; et al. (red.). Central Atlantic Magmatic Province: Innsikt fra fragmenter av Pangea . Washington DC American Geophysical Union Geophysical Monograph Series . American Geophysical Union Monograph. 136 . s. 241–254. Bibcode : 2003GMS ... 136..241M . doi : 10.1029/136GM013 . ISBN 978-0-87590-995-0. Hentet 8. august 2015 .
  • Marzoli, A .; Renne, PR; Piccirillo, EM; Ernesto, M .; Bellieni, G .; De Min, A. (1999). "Omfattende 200 millioner år gamle kontinentale flombasalter i den sentrale atlantiske magmatiske provinsen". Vitenskap . 284 (5414): 616–618. Bibcode : 1999Sci ... 284..616M . doi : 10.1126/science.284.5414.616 . PMID  10213679 .
  • Marzoli, A .; Bertrand, H .; Knight, KB; Cirilli, S .; N. Buratti; C. Vérati; S. Nomade; PR Renne; N. Youbi; R. Martini; K. Allenbach; R. Neuwerth; C. Rapaille; L. Zaninetti; G. Bellieni (2004). "Synkronisering av den sentralatlantiske magmatiske provinsen og den triasisk-jura grense klimatiske og biotiske krisen" (PDF) . Geologi . 32–11 (11): 973–976. Bibcode : 2004Geo .... 32..973M . doi : 10.1130/G20652.1 . Arkivert fra originalen (PDF) 2011-06-13.
  • Rampino, Michael R .; Stothers, Richard B. (5. august 1988). "Oversvømmelse av basaltvulkanisme i løpet av de siste 250 millioner årene" . Vitenskap . 241 (4866): 663–668. Bibcode : 1988Sci ... 241..663R . doi : 10.1126/science.241.4866.663 . PMID  17839077 . S2CID  33327812 .
  • Veratia, Chrystèle; Rapaille, Cédric; Férauda, ​​Gilbert; Marzoli, Andrea; Bertrand, Hervé; Youbi, Nasrrddine (9. februar 2007). "40Ar/39Ar aldre og varighet for den sentralatlantiske magmatiske provinsens vulkanisme i Marokko og Portugal og dens forhold til grensen Trias - Jurassic". Palæogeografi, paleoklimatologi, paleokologi . Trias-Jurassic Grensehendelser: problemer, fremgang, muligheter. 244 (1–4): 308–325. Bibcode : 2007PPP ... 244..308V . doi : 10.1016/j.palaeo.2006.06.033 .
  • Whiteside, JH; Olsen, PE; Kent, DV; Fowell, SJ; Et-Touhami, M. (2007). "Synkronisering mellom den sentralatlantiske magmatiske provinsen og den triasisk-juraiske masseutryddelsen?". Palaeo . 244 (1–4): 345–367. Bibcode : 2007PPP ... 244..345W . doi : 10.1016/j.palaeo.2006.06.035 .
  • Wilson, M. (1997). "Termisk utvikling av de sentralatlantiske passive marginene: Kontinentalt oppbrudd over en mesozoisk superplomme". Journal of the Geological Society . 154 (3): 491–495. Bibcode : 1997JGSoc.154..491W . doi : 10.1144/gsjgs.154.3.0491 . S2CID  128997332 .

Eksterne linker