Provincia magmática del Atlántico central - Central Atlantic magmatic province

Provincia magmática del Atlántico central
ACAMPAR
CAMP Magmatismo en el contexto de Pangea.jpg
Ubicación de grandes elementos residuales del CAMP
Localización Océano Atlántico centro-norte , noroeste de África , suroeste de Europa , noreste, sur y sureste de América del Norte
Cuerpos de agua en alta mar océano Atlántico
Largo 5.000 km (3.100 millas)
Ancho 2.500 km (1.600 millas)
Zona 11.000.000 km 2 (1,2 × 10 14  pies cuadrados)
La edad último Triásico - Jurásico temprano
Orogénesis Desintegración de Pangea
Última erupción Hettangian

La provincia magmática del Atlántico central ( CAMP ) es la provincia ígnea continental más grande de la Tierra , con una superficie de aproximadamente 11 millones de km 2 . Está compuesto principalmente de basalto que se formó antes de que Pangea se disolviera en la Era Mesozoica , cerca del final del Triásico y el comienzo del Jurásico . La posterior desintegración de Pangea creó el Océano Atlántico , pero el afloramiento ígneo masivo proporcionó un legado de diques basálticos , umbrales y lavas que ahora se extienden por una vasta área alrededor del actual Océano Atlántico Norte central, incluidos grandes depósitos en el noroeste de África , suroeste de Europa , así como el noreste de América del Sur y el sureste de América del Norte (que se encuentran como basaltos toleíticos continentales en flujos subaéreos y cuerpos intrusivos ). El nombre y el acrónimo de CAMP fueron propuestos por Andrea Marzoli (Marzoli et al. 1999) y adoptados en un simposio celebrado en la Reunión de Primavera de 1999 de la Unión Geofísica Estadounidense.

Las erupciones volcánicas de CAMP ocurrieron hace unos 201 millones de años y se dividieron en cuatro pulsos que duraron más de ~ 600.000 años. La gran provincia ígnea resultante es, en área cubierta, la más extensa de la tierra. El volumen de flujo de magma de ~ 2–3 × 10 6 km 3 lo convierte también en uno de los más voluminosos.

Este evento geológico está asociado con el evento de extinción Triásico-Jurásico .

Flujos de magma conectados

Aunque se habían reconocido durante mucho tiempo algunas conexiones entre estos basaltos, en 1988 se vincularon como una única provincia de basalto de inundación importante ( Rampino y Stothers 1988 ). Los umbrales basálticos de edad similar (cerca de 200 Ma, o Jurásico más temprano) y composición (toleita de cuarzo de Ti intermedio) que se encuentran a lo largo de la vasta cuenca del río Amazonas de Brasil se vincularon a la provincia en 1999 ( Marzoli et al. 1999 ). Se han identificado restos de CAMP en cuatro continentes (África, Europa, América del Norte y América del Sur) y consisten en basaltos toeliíticos formados durante la apertura de la cuenca del Océano Atlántico durante la desintegración del supercontinente Pangeano ( Blackburn et al. 2013 ).

Extensión geográfica

Se ha descrito que la provincia se extiende dentro de Pangea desde el centro actual de Brasil hacia el noreste a unos 5.000 kilómetros (3.100 millas) a través de África occidental , Iberia y el noroeste de Francia , y desde el interior de África occidental hacia el oeste por 2.500 kilómetros (1.600 millas) a través del este. y el sur de América del Norte ( McHone 2000 ). Si no es la provincia más grande por volumen, el CAMP ciertamente abarca el área más grande conocida, aproximadamente 11,000,000 kilómetros cuadrados (4,200,000 millas cuadradas), de cualquier provincia ígnea continental grande .

Casi todas las rocas de CAMP son de composición toleítica , con áreas muy separadas donde se conservan los flujos de basalto, así como grandes grupos de diabasas (doleritas), alféizares o láminas, pequeños lopolitos y diques en toda la provincia. Los diques ocurren en enjambres individuales muy grandes con composiciones y orientaciones particulares. Actividad CAMP está aparentemente relacionada con la dislocación y la desintegración de Pangea durante el último triásico a través de períodos Jurásico y el enorme tamaño provincia, variedades de basalto, y lapso de tiempo breve del magmatismo CAMP invitar a la especulación acerca del manto procesos que podrían producir un evento magmático así como romper un supercontinente ( Wilson 1997 ), ( McHone 2000 ).

Sería interesante explorar la evidencia de la posibilidad de un impacto catastrófico de meteorito en los océanos en el lado opuesto de la tierra del CAMP, ya que tal impacto tal vez podría precipitar una gran provincia ígnea (por ejemplo, la hipótesis de formación de trampas siberianas por la antípoda Wilkes Land impacto del cráter ) e incluso la ruptura continental.

Conexión con el límite Triásico-Jurásico y el evento de extinción masiva asociado

En 2013, la conexión del CAMP con la extinción del fin del Triásico , con grandes extinciones que permitieron a los dinosaurios dominar la tierra, se estableció más firmemente. Hasta 2013, las incertidumbres en las fechas geocronológicas habían sido demasiado burdas para confirmar que las erupciones volcánicas estaban correlacionadas con cambios climáticos importantes. El trabajo de Blackburn et al. demostraron una estrecha sincronicidad entre el vulcanismo más temprano y la extinción de grandes poblaciones utilizando la datación de circonio, uranio y plomo (U-Pb). Además, demostraron que las erupciones magmáticas, así como los cambios atmosféricos que las acompañan, se dividieron en cuatro pulsos que duraron más de ~ 600.000 años ( Blackburn et al. 2013 ).

Antes de esa integración, se debatían dos hipótesis. Una hipótesis se basó especialmente en estudios sobre cuencas del Triásico-Jurásico de Marruecos donde afloran los flujos de lava de CAMP (por ejemplo, Marzoli et al.2004 ), mientras que la otra se basó en datos de extinción del Triásico final de las cuencas del este de América del Norte y los flujos de lava que muestran un recambio extremadamente grande de polen fósil, esporas (esporomorfos) y vertebrados ( Whiteside et al. 2007 ), respectivamente.

Marruecos

Una sección de flujo de lava basáltica del Atlas Medio, Marruecos

Las secuencias de flujo de lava más espesas del CAMP africano se encuentran en Marruecos, donde hay pilas de lava basáltica de más de 300 metros de espesor. La zona más estudiada es el Alto Atlas Central , donde se exponen las pilas de lava basáltica mejor conservadas y más completas. Según datos geoquímicos, petrográficos e isotópicos, se reconocieron cuatro unidades basálticas toleíticas distintas que se pueden colocar en todo el Atlas Central Alto: basaltos inferior, intermedio, superior y recurrente.

Las unidades Inferior e Intermedia están constituidas por andesitas basálticas , mientras que las Unidades Superior y Recurrente tienen composición basáltica . De unidad Inferior a Recurrente, observamos:

  • una disminución progresiva de la tasa de erupción (las unidades Inferior e Intermedia representan más del 80% del volumen de lava conservada);
  • una tendencia que va de la textura intersertal a la porfídica ;
  • un agotamiento progresivo de los contenidos de elementos incompatibles en los basaltos, posiblemente vinculado a un agotamiento progresivo de su fuente de manto.

Análisis isotópicos

Las edades se determinaron mediante análisis de 40 Ar / 39 Ar sobre plagioclasa ( Knight et al. 2004 ), ( Verati et al. 2007 ), ( Marzoli et al. 2004 ). Estos datos muestran edades indistinguibles (199,5 ± 0,5 Ma) de los flujos de lava inferior a superior, desde el centro hasta el norte de Marruecos. Por lo tanto, CAMP es un evento magmático breve e intenso. Los basaltos de la unidad recurrente son un poco más jóvenes (edad media: 197 ± 1 Ma) y representan un evento tardío. De manera constante, los basaltos superiores y recurrentes están separados por una capa sedimentaria que alcanza localmente un espesor de alrededor de 80 m.

Magnetoestratigrafía

Según los datos magnetoestratigráficos , los eventos CAMP marroquíes se dividieron en cinco grupos, que difieren en las orientaciones paleomagnéticas (declinación e inclinación) ( Knight et al. 2004 ). Cada grupo está compuesto por un número menor de flujos de lava (es decir, un volumen menor) que el anterior. Estos datos sugieren que fueron creados por cinco pulsos de magma cortos y eventos de erupción, cada uno posiblemente de <400 (?) Años de duración. Todas las secuencias de flujos de lava se caracterizan por una polaridad normal, excepto por una breve inversión paleomagnética producida por un flujo de lava y por una piedra caliza localizada entre capas en dos secciones distintas del CAMP del Alto Atlas.

Análisis palinológicos

Los datos palinológicos de muestras de capas sedimentarias en la base de cuatro secuencias de flujo de lava limitan el inicio del CAMP, ya que no hay evidencia de hiato deposicional o deformación tectónica en el fondo de las pilas de flujo de lava ( Marzoli et al. 2004 ). El conjunto palinológico observado en estas capas basales es típico del Triásico Tardío , similar al de las rocas sedimentarias del Triásico superior del este de América del Norte. Las muestras de piedra caliza intercalada en los flujos de lava proporcionaron datos palinológicos poco fiables. Un lecho de piedra caliza desde la parte superior hasta los basaltos superiores centrales del Alto Atlas produjo un conjunto palinológico del Triásico Tardío. Sin embargo, los esporomorfos observados en esta muestra son raros y están mal conservados.

Conclusiones

Todos estos datos indican que los flujos de lava basáltica de la provincia magmática del Atlántico central en Marruecos entraron en erupción en c. 200 Ma y atravesó el límite Tr - J. Por lo tanto, es muy posible que haya una conexión entre este evento magmático y la crisis climática y biótica del límite del Tr-J que llevó a la extinción masiva .

Este de América del Norte

Contacto basal de la sección North Mountain de la cuenca Fundy, Nueva Escocia, Canadá

La porción norteamericana de los flujos de lava de CAMP afloran en varias secciones en las cuencas de Newark, Culpeper, Hartford, Deerfield, es decir, el Supergrupo de Newark en Nueva Inglaterra (EE. UU.), Y en la cuenca de Fundy en Nueva Escocia (Canadá). El CAMP está constituido aquí por olivinos raros y basaltos normativos de cuarzo común que muestran una gran extensión lateral y un espesor máximo de hasta 1 km. Los flujos basálticos ocurren sobre unidades sedimentarias fluviales continentales y lacustres de edad Triásico. Los datos de 40 Ar / 39 Ar (sobre plagioclasa) indican para estas unidades basálticas una edad absoluta de 198-200 Ma ( Hames et al. 2003 ), lo que lleva este evento magmático indudablemente cerca del límite Triásico-Jurásico (Tr-J). Por lo tanto, es necesario determinar si se extiende a ambos lados de la frontera o no: si no, entonces el CAMP no podría ser una causa del evento de extinción del Triásico Tardío . Por ejemplo, según Whiteside et al. 2007 existen evidencias palinológicas, geoquímicas y magnetoestratigráficas de que el CAMP es posterior al límite Tr-J.

Magnetoestratigrafía

En la cuenca de Newark , se observa una inversión magnética (E23r) justo debajo de los basaltos más antiguos y más o menos en la misma posición que un recambio palinológico, interpretado como el límite Tr-J. En Marruecos, se han detectado dos reversiones en dos secuencias de flujos de lava. Se han propuesto dos correlaciones distintas entre la magnetoestratigrafía marroquí y la de Newark. Marzoli y col. 2004 sugieren que el límite Tr-J se encuentra por encima del nivel de polaridad inversa inferior que se coloca más o menos en la base de la unidad de basalto intermedio de Marruecos. Estos dos niveles pueden correlacionarse con el crono E23r de la cuenca de Newark, por lo tanto, los basaltos del CAMP de América del Norte son posteriores al límite Tr-J, mientras que parte del CAMP marroquí entró en erupción dentro del Triásico. Por el contrario, Whiteside et al. 2007 proponen que estos dos niveles podrían ser los primeros intervalos jurásicos de polaridad inversa no muestreados en la secuencia de la cuenca de Newark (hay muchos más flujos de lava en la sucesión marroquí que en la cuenca de Newark), pero observados en las secuencias sedimentarias del Jurásico temprano de la cuenca de París. de Francia. Los intervalos de polaridad inversa en América podrían estar presentes dentro de North Mountain (cuenca Fundy, Nueva Escocia) que están mal muestreados incluso si el análisis de magnetoestratigrafía anterior en esta secuencia mostró solo polaridad normal, o en el miembro de la bahía escocesa de la cuenca Fundy que nunca ha sido muestreado . Solo hay un afloramiento en el CAMP of America donde se observa la polaridad inversa: un dique relacionado con CAMP (alrededor de 200 Ma) en Carolina del Norte. Whiteside y col. 2007 sugiere que los intervalos de polaridad inversa en este dique podrían ser de edad post Triásico y estar correlacionados con los mismos eventos en Marruecos.

Análisis palinológicos

El límite Tr-J no está definido oficialmente, pero la mayoría de los trabajadores lo reconocen en los estratos continentales por la última aparición de taxones índices como Ovalipollis ovalis , Vallasporites ignatii y Patinasporites densus o, en secciones marinas, por la primera aparición de la amonita Psiloceras planorbis. . En la cuenca de Newark, el evento de renovación palinológica (de ahí la extinción masiva del límite Tr-J) ocurre debajo de los flujos de lava CAMP más antiguos. Lo mismo puede decirse de las cuencas de Fundy, Hartford y Deerfield. En las secciones de CAMP marroquíes investigadas (Cuenca del Alto Atlas Central), las capas sedimentarias muestreadas inmediatamente debajo de los flujos de lava basáltica más antiguos, aparentemente contienen taxones del Triásico (por ejemplo, P. densus ) y, por lo tanto, se definieron como Triásicos en edad como al menos la lava más baja. flujos ( Marzoli et al. 2004 ). Aún así, Whiteside et al. Sugieren una interpretación diferente . 2007 : los estratos sedimentarios muestreados están bastante deformados y esto puede significar que algunas unidades sedimentarias podrían faltar (erosionadas u omitidas estructuralmente). Con respecto a los pólenes del Triásico que se encuentran en algunas unidades sedimentarias por encima de los basaltos de la Unidad Superior, podrían haber sido modificados, por lo que no representan una restricción completamente confiable.

Análisis geoquímicos

Los flujos de lava CAMP de América del Norte se pueden separar geoquímicamente en tres unidades: los más antiguos se clasifican como basaltos normativos de cuarzo de titanio alto (HTQ) (TiO 2 = 1,0-1,3% en peso); estos son seguidos por flujos de lava clasificados como basaltos normativos de cuarzo de titanio bajo (LTQ) (TiO 2 = aprox. 0,8-1,3% en peso); y luego por la unidad de flujo de lava más joven clasificada como basaltos normativos de cuarzo de hierro de alto titanio (HTIQ) (TiO 2 = 1.4-1.6% en peso). Según Whiteside et al. 2007 , análisis geoquímicos basados ​​en contenidos de titanio, magnesio y silicio muestran una cierta correlación entre los flujos de lava inferiores de América del Norte y la Unidad Inferior del CAMP marroquí, reforzando así la conclusión de que los basaltos marroquíes son posteriores al límite Tr-J.

Por lo tanto, según estos datos, los basaltos de CAMP no deberían incluirse entre las causas directas de la extinción masiva de Tr-J.

Referencias

  • 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). "Geocronología de circón U-Pb vincula la extinción final del Triásico con la provincia magmática del Atlántico central". Ciencia . 340 (6135): 941–945. Código bibliográfico : 2013Sci ... 340..941B . CiteSeerX  10.1.1.1019.4042 . doi : 10.1126 / science.1234204 . PMID  23519213 . S2CID  15895416 .
  • Fowell, SJ; Traverse, A. (1995). "Palinología y edad de la formación Blomidon superior, Cuenca Fundy, Nueva Escocia". Revisión de Paleobotánica y Palinología . 86 (3–4): 211–233. doi : 10.1016 / 0034-6667 (94) 00147-C .
  • Hames, WE; McHone, JG; Renne, P .; Ruppel, C., eds. (2003). La Provincia Magmática del Atlántico Central: Perspectivas de Fragmentos de Pangea . 136 . Monografía de la Unión Geofísica Americana. pag. 267. ISBN 978-0-87590-995-0.
  • Knight, KB; Nomade, S .; Renne, PR; Marzoli, A .; Betrand, H .; Youbi, N. (2004). "La provincia magmática del Atlántico central en el límite Triásico-Jurásico: evidencia paleomagnética y 40Ar / 30Ar de Marruecos para un vulcanismo breve y episódico". Letras de Ciencias de la Tierra y Planetarias . 228 (1–2): 143–160. Código bibliográfico : 2004E y PSL.228..143K . doi : 10.1016 / j.epsl.2004.09.022 .
  • McHone, JG (2000). "Magmatismo sin penacho y rifting durante la apertura del Océano Atlántico Central". Tectonofísica . 316 (3–4): 287–296. Código Bibliográfico : 2000Tectp.316..287M . doi : 10.1016 / S0040-1951 (99) 00260-7 .
  • McHone, JG (2003). "Emisiones volátiles de basaltos de la provincia magmática del Atlántico central: supuestos de masa y consecuencias ambientales" (PDF) . En Hames, WE; Mchone, JG; Renne, P .; et al. (eds.). La Provincia Magmática del Atlántico Central: Perspectivas de Fragmentos de Pangea . Serie de monografías geofísicas de la Unión Geofísica Estadounidense de Washington DC . Monografía de la Unión Geofísica Americana. 136 . págs. 241-254. Código Bibliográfico : 2003GMS ... 136..241M . doi : 10.1029 / 136GM013 . ISBN 978-0-87590-995-0. Consultado el 8 de agosto de 2015 .
  • Marzoli, A .; Renne, PR; Piccirillo, EM; Ernesto, M .; Bellieni, G .; De Min, A. (1999). "Extensos basaltos de inundación continental de 200 millones de años de la provincia magmática del Atlántico central". Ciencia . 284 (5414): 616–618. Código Bibliográfico : 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). "Sincronía de la provincia magmática del Atlántico Central y la crisis climática y biótica de la frontera Triásico-Jurásico" (PDF) . Geología . 32-11 (11): 973-976. Bibcode : 2004Geo .... 32..973M . doi : 10.1130 / G20652.1 . Archivado desde el original (PDF) el 13 de junio de 2011.
  • Rampino, Michael R .; Stothers, Richard B. (5 de agosto de 1988). "Vulcanismo de basalto de inundación durante los últimos 250 millones de años" . Ciencia . 241 (4866): 663–668. Código Bibliográfico : 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 de febrero de 2007). "Edades 40Ar / 39Ar y duración del vulcanismo de la Provincia Magmática del Atlántico Central en Marruecos y Portugal y su relación con la frontera Triásico-Jurásico". Paleogeografía, Paleoclimatología, Paleoecología . Acontecimientos del límite Triásico-Jurásico: problemas, avances, posibilidades. 244 (1–4): 308–325. Código bibliográfico : 2007PPP ... 244..308V . doi : 10.1016 / j.palaeo.2006.06.033 .
  • Whiteside, JH; Olsen, PE; Kent, DV; Fowell, SJ; Et-Touhami, M. (2007). "¿Sincronía entre la provincia magmática del Atlántico Central y el evento de extinción masiva Triásico-Jurásico?". Palaeo . 244 (1–4): 345–367. Código Bibliográfico : 2007PPP ... 244..345W . doi : 10.1016 / j.palaeo.2006.06.035 .
  • Wilson, M. (1997). "Evolución térmica de los márgenes pasivos del Atlántico central: ruptura continental por encima de una superpluma mesozoica". Revista de la Sociedad Geológica . 154 (3): 491–495. Código Bibliográfico : 1997JGSoc.154..491W . doi : 10.1144 / gsjgs.154.3.0491 . S2CID  128997332 .

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