Province magmatique de l'Atlantique central - Central Atlantic magmatic province

Province magmatique de l'Atlantique central
CAMP
CAMP Magmatisme dans le contexte de la Pangée.jpg
Localisation des grands éléments résiduels du PAC
Emplacement Océan Atlantique Nord central , Afrique du nord -ouest , Europe du sud-ouest , Amérique du Nord du nord - est du Sud et du sud - est
Plans d'eau en mer océan Atlantique
Longueur 5 000 km (3 100 mi)
Largeur 2 500 km (1 600 mi)
Zone 11 000 000 km 2 (1,2 × 10 14  pieds carrés)
Âge dernier Trias - Jurassique inférieur
Orogenèse Démolition de la Pangée
Dernière éruption Hettangien

La province magmatique de l'Atlantique central ( CAMP ) est la plus grande province ignée continentale de la Terre , couvrant une superficie d'environ 11 millions de km 2 . Il est composé principalement de basalte qui s'est formé avant l' éclatement de la Pangée à l' ère mésozoïque , vers la fin du Trias et le début des périodes jurassiques . La rupture subséquente de la Pangée a créé l' océan Atlantique , mais l'upwelling igné massif a laissé un héritage de dykes basaltiques , de seuils et de laves maintenant répartis sur une vaste zone autour de l'actuel centre de l'océan Atlantique Nord, y compris d'importants gisements en Afrique du nord -ouest, sud-ouest de l' Europe , ainsi que le nord - est du Sud et le sud - est de l'Amérique du Nord (trouvés sous forme de basaltes tholéiitiques continentaux dans les coulées subaériennes et les corps intrusifs ). Le nom et l'acronyme CAMP ont été proposés par Andrea Marzoli (Marzoli et al. 1999) et adoptés lors d'un symposium tenu lors de la réunion de printemps 1999 de l'American Geophysical Union.

Les éruptions volcaniques du CAMP se sont produites il y a environ 201 millions d'années et se sont divisées en quatre impulsions d'une durée de plus de 600 000 ans environ. La grande province ignée qui en résulte est, en superficie couverte, la plus étendue sur terre. Le volume du flux magmatique de ~2–3 × 10 6 km 3 en fait également l'un des plus volumineux.

Cet événement géologique est associé à l' événement d'extinction du Trias-Jurassique .

Flux de magma connectés

Bien que certains liens entre ces basaltes aient été reconnus depuis longtemps, en 1988, ils étaient liés comme constituant une seule province de basalte d'inondation majeure ( Rampino & Stothers 1988 ). Les seuils basaltiques du même âge (près de 200 Ma, ou plus tôt Jurassic) et la composition (quartz tholeiite intermédiaire Ti) qui se produisent à travers le vaste fleuve Amazone bassin du Brésil étaient liés à la province en 1999 ( Marzoli et al. , 1999 ). Des vestiges de CAMP ont été identifiés sur quatre continents (Afrique, Europe, Amérique du Nord et Amérique du Sud) et sont constitués de basaltes thoélitiques formés lors de l'ouverture du bassin de l' océan Atlantique lors de la rupture du supercontinent pangéen ( Blackburn et al. 2013 ).

Étendue géographique

La province a été décrite comme s'étendant dans la Pangée du centre du Brésil actuel vers le nord-est sur environ 5 000 kilomètres (3 100 mi) à travers l' Afrique occidentale , la péninsule ibérique et le nord-ouest de la France , et de l'intérieur de l'Afrique occidentale vers l'ouest sur 2 500 kilomètres (1 600 mi) à travers l'est et le sud de l'Amérique du Nord ( McHone 2000 ). Si ce n'est la plus grande province en volume, le CAMP englobe certainement la plus grande superficie connue, environ 11 000 000 kilomètres carrés (4 200 000 milles carrés), de toute grande province ignée continentale .

Presque toutes les roches CAMP sont de composition tholéiitique , avec des zones largement séparées où les coulées de basalte sont préservées, ainsi que de grands groupes de filons-couches ou de nappes de diabase (dolérite), de petits lopolithes et de dykes dans toute la province. Les dykes forment de très grands essaims individuels avec des compositions et des orientations particulières. Activité CAMP est apparemment liée à la rifting et éclatement de la Pangée au cours de la fin du Trias jusqu'au début Jurassique, et l'énorme taille de la province, les variétés de basalte, et peu de temps la durée de CAMP magmatique invitent les spéculations sur le manteau des processus qui pourraient produire un tel événement magmatique ainsi que la rupture d'un supercontinent ( Wilson 1997 ), ( McHone 2000 ).

Il serait intéressant d'explorer les preuves de la possibilité d'un impact catastrophique de météores dans les océans de l'autre côté de la terre du CAMP, car un tel impact pourrait peut-être précipiter une grande province ignée (par exemple, l' hypothèse de formation de pièges sibériens par l'antipodal Wilkes Land impact de cratère ) et même la rupture continentale.

Lien avec la limite Trias-Jurassique et l'événement d'extinction de masse associé

En 2013, le lien du CAMP avec l' extinction de la fin du Trias , avec des extinctions majeures qui ont permis la domination des dinosaures sur la terre, est devenu plus fermement établi. Jusqu'en 2013, les incertitudes sur les dates géochronologiques étaient trop grossières pour confirmer que les éruptions volcaniques étaient corrélées à des changements climatiques majeurs. Les travaux de Blackburn et al. a démontré une synchronie étroite entre le volcanisme primitif et l'extinction de grandes populations en utilisant la datation zircon uranium-plomb (U-Pb). Ils ont en outre démontré que les éruptions magmatiques ainsi que les changements atmosphériques qui les accompagnaient étaient divisés en quatre impulsions d'une durée de plus de 600 000 ans ( Blackburn et al. 2013 ).

Avant cette intégration, deux hypothèses étaient en débat. Une hypothèse est fondée notamment sur des études sur les bassins Trias-Jurassique de Maroc où CAMP coulées de lave sont affleurantes (par exemple, Marzoli et al. , 2004 ), tandis que l'autre était fondée sur des données d'extinction fin du Trias de l' Est en Amérique du Nord bassins et des coulées de lave montrant un renouvellement extrêmement important du pollen fossile, des spores (sporomorphes) et des vertébrés ( Whiteside et al. 2007 ), respectivement.

Maroc

Une section de coulée de lave basaltique du Moyen Atlas, Maroc

Les séquences de coulées de lave les plus épaisses du PAC africain se trouvent au Maroc, où se trouvent des amas de lave basaltique de plus de 300 mètres d'épaisseur. La zone la plus étudiée est le Haut Atlas central , où sont exposés les amas de lave basaltique les mieux conservés et les plus complets. Selon les données géochimiques, pétrographiques et isotopiques, quatre unités basaltiques tholéiitiques distinctes ont été reconnues et peuvent être placées dans tout le Haut Atlas central : basaltes inférieur, intermédiaire, supérieur et récurrent.

Les unités inférieures et intermédiaires sont constituées d' andésites basaltiques , tandis que les unités supérieures et récurrentes ont une composition basaltique . De l'unité inférieure à l'unité récurrente, nous observons :

  • une diminution progressive du taux d'éruption (les unités Inférieure et Intermédiaire représentent plus de 80% du volume de lave conservé) ;
  • une tendance allant de la texture interserte à la texture porphyrique ;
  • un épuisement progressif des teneurs en éléments incompatibles dans les basaltes, éventuellement lié à un épuisement progressif de leur source mantellique.

Analyses isotopiques

Les âges ont été déterminés par analyse 40 Ar/ 39 Ar sur plagioclase ( Knight et al. 2004 ), ( Verati et al. 2007 ), ( Marzoli et al. 2004 ). Ces données montrent des âges indiscernables (199,5±0,5 Ma) des coulées de lave inférieures à supérieures, du centre au nord du Maroc. Par conséquent, CAMP est un événement magmatique intense et court. Les basaltes de l'unité Récurrente sont légèrement plus jeunes (âge moyen : 197±1 Ma) et représentent un événement tardif. De manière cohérente, les basaltes supérieur et récurrent sont séparés par une couche sédimentaire qui atteint localement une épaisseur d'environ 80 m.

Magnétostratigraphie

Selon les données magnétostratigraphiques , les événements CAMP marocains ont été divisés en cinq groupes, différant par leurs orientations paléomagnétiques (déclinaison et inclinaison) ( Knight et al. 2004 ). Chaque groupe est composé d'un plus petit nombre de coulées de lave (c'est-à-dire un volume inférieur) que le précédent. Ces données suggèrent qu'elles ont été créées par cinq courtes impulsions de magma et événements d'éruption, chacun pouvant durer moins de 400 (?) ans. Toutes les séquences de coulées de lave sont caractérisées par une polarité normale, à l'exception d'une brève inversion paléomagnétique produite par une coulée de lave et par un calcaire intercalé localisé dans deux sections distinctes du PAC du Haut Atlas.

Analyses palynologiques

Les données palynologiques provenant d'échantillons de couches sédimentaires à la base de quatre séquences de coulées de lave limitent le début du PAC, car il n'y a aucune preuve de hiatus de dépôt ou de déformation tectonique au fond des piles de coulées de lave ( Marzoli et al. 2004 ). L'assemblage palynologique observé dans ces couches basales est typique de l' âge du Trias supérieur , semblable à celui des roches sédimentaires du Trias supérieur de l'est de l'Amérique du Nord . Des échantillons de calcaire intercalé dans des coulées de lave ont fourni des données palynologiques peu fiables. Un lit calcaire du sommet aux basaltes supérieurs du Haut Atlas central a livré un assemblage palynologique du Trias supérieur. Cependant, les sporomorphes observés dans cet échantillon sont rares et mal conservés.

Conclusion

Toutes ces données indiquent que les coulées de lave basaltique de la province magmatique de l'Atlantique central au Maroc ont éclaté à c. 200 Ma et a enjambé la limite Tr - J. Ainsi, il est très possible qu'il y ait un lien entre cet événement magmatique et la crise climatique et biotique limite Tr-J qui a conduit à l' extinction de masse .

Est de l'Amérique du Nord

Contact basal de la section North Mountain du bassin de Fundy, Nouvelle-Écosse, Canada

La portion nord-américaine des coulées de lave CAMP affleure en différentes sections dans les bassins de Newark, Culpeper, Hartford, Deerfield, soit le Supergroupe de Newark en Nouvelle-Angleterre (USA), et dans le bassin de Fundy en Nouvelle-Écosse (Canada). Le CAMP est ici constitué de basaltes à olivine rares et à quartz normatifs communs montrant une grande extension latérale et une épaisseur maximale jusqu'à 1 km. Les coulées basaltiques se produisent au sommet d'unités sédimentaires continentales fluviales et lacustres d'âge triasique. Les données 40 Ar/ 39 Ar (sur plagioclase) indiquent pour ces unités basaltiques un âge absolu de 198-200 Ma ( Hames et al. 2003 ) amenant cet événement magmatique sans doute proche de la limite Trias-Jurassique (Tr-J). Ainsi, il est nécessaire de déterminer s'il chevauche la frontière ou non : sinon, le PAC ne pourrait pas être une cause de l' événement d'extinction du Trias supérieur . Par exemple, selon Whiteside et al. 2007, il existe des preuves palynologiques, géochimiques et magnétostratigraphiques que le CAMP est postérieur à la limite Tr-J.

Magnétostratigraphie

Dans le bassin de Newark , une inversion magnétique (E23r) est observée juste en dessous des basaltes les plus anciens et plus ou moins dans la même position qu'un retournement palynologique, interprété comme la limite Tr-J. Au Maroc, deux inversions ont été détectées dans deux séquences de coulées de lave. Deux corrélations distinctes entre la magnétostratigraphie marocaine et celle de Newark ont ​​été proposées. Marzoli et al. 2004 suggèrent que la limite Tr-J est située au-dessus du niveau inférieur de polarité inverse qui est positionné plus ou moins à la base de l'unité basaltique intermédiaire du Maroc. Ces deux niveaux peuvent être corrélés avec le chron E23r du bassin de Newark, donc les basaltes nord-américains du CAMP sont postérieurs à la limite Tr-J alors qu'une partie du CAMP marocain a éclaté dans le Trias. Au contraire, Whiteside et al. 2007 proposent que ces deux niveaux pourraient être les premiers intervalles du Jurassique à polarité inversée non échantillonnés dans la séquence du bassin de Newark (beaucoup plus de coulées de lave sont présentes dans la Succession marocaine que dans le bassin de Newark), mais observées dans les séquences sédimentaires du Jurassique inférieur du Bassin de Paris de France. Des intervalles de polarité inversée en Amérique pourraient être présents dans North Mountain (bassin de Fundy, Nouvelle-Écosse) qui sont mal échantillonnés même si une analyse magnétostratigraphique précédente dans cette séquence n'a montré qu'une polarité normale, ou dans le membre de la baie Scots du bassin de Fundy qui n'ont jamais été échantillonnés . Il n'y a qu'un seul affleurement dans le CAMP d'Amérique où l'inversion de polarité est observable : une digue liée au CAMP (environ 200 Ma) en Caroline du Nord. Whiteside et al. 2007 suggèrent que les intervalles de polarité inversée dans ce dyke pourraient être d'âge post-triasique et corrélés avec les mêmes événements au Maroc.

Analyses palynologiques

La limite Tr-J n'est pas officiellement définie, mais la plupart des chercheurs la reconnaissent dans les strates continentales par la dernière apparition de taxons index tels que Ovalipollis ovalis , Vallasporites ignatii et Patinasporites densus ou, dans les coupes marines, par la première apparition de l'ammonite Psiloceras planorbis . Dans le bassin de Newark, l'événement de renouvellement palynologique (d'où l'extinction de masse limite Tr-J) se produit en dessous des plus anciennes coulées de lave CAMP. La même chose peut être dite pour les bassins de Fundy, Hartford et Deerfield. Dans les sections CAMP marocaines étudiées (bassin central du Haut Atlas), les couches sédimentaires échantillonnées immédiatement sous les plus anciennes coulées de lave basaltique, contiennent apparemment des taxons triasiques (par exemple, P. densus ), et ont donc été définies comme étant d'âge triasique comme au moins la lave la plus basse. flux ( Marzoli et al. 2004 ). Pourtant, une interprétation différente est suggérée par Whiteside et al. 2007 : les strates sédimentaires échantillonnées sont assez déformées et cela peut signifier que certaines unités sédimentaires pourraient manquer (érodées ou structurellement omises). En ce qui concerne les pollens triasiques retrouvés dans certaines unités sédimentaires au-dessus des basaltes de l'Unité Supérieure, ils ont pu être remaniés, ils ne représentent donc pas une contrainte tout à fait fiable.

Analyses géochimiques

Les coulées de lave CAMP d'Amérique du Nord peuvent être géochimiquement séparées en trois unités : les plus anciennes sont classées comme des basaltes à haute teneur en titane et quartz normatif (HTQ) (TiO 2 = 1,0-1,3 % en poids) ; ceux-ci sont suivis de coulées de lave classées comme basaltes à faible teneur en titane et quartz normatif (LTQ) (TiO 2 = environ 0,8-1,3 % en poids) ; puis par l'unité de coulée de lave la plus récente classée comme basalte à haute teneur en titane et quartz normatif (HTIQ) (TiO 2 = 1,4-1,6 % en poids). Selon Whiteside et al. 2007 , des analyses géochimiques basées sur les teneurs en titane, magnésium et silicium montrent une certaine corrélation entre les coulées de lave nord-américaines inférieures et l'unité inférieure du PAC marocain, renforçant ainsi la conclusion que les basaltes marocains sont postérieurs à la limite Tr-J.

Par conséquent, selon ces données, les basaltes CAMP ne devraient pas être inclus parmi les causes directes de l'extinction de masse Tr-J.

Les références

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