Província magmática do Atlântico Central - Central Atlantic magmatic province

Província magmática do Atlântico Central
ACAMPAMENTO
CAMP Magmatismo no contexto da Pangea.jpg
Localização de grandes elementos residuais do CAMP
Localização Oceano Atlântico Norte Central , noroeste da África , sudoeste da Europa , nordeste do Sul e sudeste da América do Norte
Corpos d'água offshore oceano Atlântico
Comprimento 5.000 km (3.100 mi)
Largura 2.500 km (1.600 mi)
Área 11.000.000 km 2 (1,2 × 10 14  pés quadrados)
Era mais recente Triássico - Jurássico Inferior
Orogenia Separação de Pangea
Última erupção Hettangiano

A província magmática do Atlântico Central ( CAMP ) é a maior grande província ígnea continental da Terra , cobrindo uma área de aproximadamente 11 milhões de km 2 . É composto principalmente de basalto que se formou antes da separação de Pangéia na Era Mesozóica , próximo ao final do Triássico e no início do período Jurássico . A divisão subsequente de Pangéia criou o Oceano Atlântico , mas a ressurgência ígnea maciça forneceu um legado de diques basálticos , soleiras e lavas agora espalhados por uma vasta área ao redor do atual Oceano Atlântico Norte central, incluindo grandes depósitos no noroeste da África , sudoeste da Europa , bem como nordeste da América do Sul e sudeste da América do Norte (encontrados como basaltos toleíticos continentais em fluxos subaeriais e corpos intrusivos ). O nome e a sigla do CAMP foram propostos por Andrea Marzoli (Marzoli et al. 1999) e adotados em um simpósio realizado no Encontro da Primavera de 1999 da União Geofísica Americana.

As erupções vulcânicas do CAMP ocorreram há cerca de 201 milhões de anos e se dividiram em quatro pulsos com duração de aproximadamente 600.000 anos. A grande província ígnea resultante é, em área coberta, a mais extensa do planeta. O volume do fluxo de magma de ~ 2-3 × 10 6 km 3 o torna um dos mais volumosos também.

Este evento geológico está associado ao evento de extinção Triássico-Jurássico .

Fluxos de magma conectados

Embora algumas conexões entre esses basaltos tenham sido reconhecidas há muito tempo, em 1988 eles foram ligados como constituindo uma única grande província de basalto de inundação ( Rampino & Stothers 1988 ). As soleiras basálticas de idade semelhante (perto de 200 Ma, ou Jurássico mais antigo) e composição (toleiito de quartzo Ti intermediário) que ocorrem ao longo da vasta bacia do rio Amazonas no Brasil foram ligadas à província em 1999 ( Marzoli et al. 1999 ). Remanescentes de CAMP foram identificados em quatro continentes (África, Europa, América do Norte e América do Sul) e consistem em basaltos thoeliíticos formados durante a abertura da bacia do Oceano Atlântico durante a ruptura do supercontinente Pangeano ( Blackburn et al. 2013 ).

Extensão geográfica

A província foi descrita como se estendendo dentro da Pangéia do atual Brasil central para nordeste cerca de 5.000 quilômetros (3.100 milhas) através da África ocidental , Península Ibérica e noroeste da França , e do interior da África ocidental para oeste por 2.500 quilômetros (1.600 milhas) através do leste e sul da América do Norte ( McHone 2000 ). Se não for a maior província em volume, o CAMP certamente abrange a maior área conhecida, cerca de 11 milhões de quilômetros quadrados (4.200.000 milhas quadradas), de qualquer grande província ígnea continental .

Quase todas as rochas do CAMP têm composição toleítica , com áreas amplamente separadas onde os fluxos de basalto são preservados, bem como grandes grupos de soleiras ou folhas de diabásio (dolerito), pequenos lopolitos e diques em toda a província. Os diques ocorrem em enxames individuais muito grandes com composições e orientações particulares. Atividade CAMP está aparentemente relacionada ao rifting e separação de Pangea durante o final do Triássico por períodos Jurássico Inferior, eo tamanho enorme província, variedades de basalto, e intervalo de tempo breve de magmatismo CAMP convidar especulação sobre manto processos que poderiam produzir um evento tão magmática bem como separar um supercontinente ( Wilson 1997 ), ( McHone 2000 ).

Seria interessante explorar a evidência da possibilidade de um impacto catastrófico de um meteoro nos oceanos do lado oposto da Terra do CAMP, já que tal impacto poderia talvez precipitar uma grande província ígnea (por exemplo , hipótese de formação de Armadilhas Siberianas pelo antípoda Wilkes Land impacto da cratera ) e até mesmo a fragmentação continental.

Conexão com o limite Triássico-Jurássico e o evento de extinção em massa associado

Em 2013, a conexão do CAMP com a extinção do final do Triássico , com grandes extinções que permitiram a dominação da terra pelos dinossauros, tornou-se mais firmemente estabelecida. Até 2013, as incertezas nas datas geocronológicas eram muito grosseiras para confirmar que as erupções vulcânicas estavam relacionadas a grandes mudanças climáticas. O trabalho de Blackburn et al. demonstrou uma estreita sincroneidade entre o vulcanismo mais antigo e a extinção de grandes populações usando datação de zircão urânio-chumbo (U-Pb). Eles demonstraram ainda que as erupções magmáticas, bem como as mudanças atmosféricas que as acompanham, foram divididas em quatro pulsos com duração de cerca de 600.000 anos ( Blackburn et al. 2013 ).

Antes dessa integração, duas hipóteses estavam em debate. Uma hipótese foi baseada especialmente em estudos nas bacias do Triássico-Jurássico do Marrocos, onde os fluxos de lava do CAMP estão aflorando (por exemplo, Marzoli et al. 2004 ), enquanto a outra foi baseada em dados de extinção do final do Triássico das bacias do leste da América do Norte e fluxos de lava mostrando um volume de negócios extremamente grande em pólen fóssil, esporos (esporomorfos) e vertebrados ( Whiteside et al. 2007 ), respectivamente.

Marrocos

Uma seção de fluxo de lava basáltica do Médio Atlas, Marrocos

As sequências de fluxo de lava mais espessas do CAMP africano estão no Marrocos, onde existem pilhas de lava basáltica com mais de 300 metros de espessura. A área mais estudada é o Alto Atlas Central , onde as pilhas de lava basáltica mais bem preservadas e completas estão expostas. De acordo com dados geoquímicos, petrográficos e isotópicos, quatro unidades basálticas toleíticas distintas foram reconhecidas e podem ser colocadas em todo o Atlas Superior Central: Basaltos Inferiores, Intermediários, Superiores e Recorrentes.

As unidades Inferior e Intermediária são constituídas por andesitos basálticos , enquanto as unidades Superior e Recorrente têm composição basáltica . Da unidade inferior para a recorrente, observamos:

  • uma diminuição progressiva da taxa de erupção (as unidades Inferior e Intermediária representam mais de 80% do volume de lava preservado);
  • uma tendência que vai da textura intersertal para a porfirítica ;
  • uma depleção progressiva de conteúdos de elementos incompatíveis nos basaltos, possivelmente ligada a uma depleção progressiva de sua fonte de manto.

Análises isotópicas

As idades foram determinadas por análise de 40 Ar / 39 Ar em plagioclase ( Knight et al. 2004 ), ( Verati et al. 2007 ), ( Marzoli et al. 2004 ). Estes dados mostram idades indistinguíveis (199,5 ± 0,5 Ma) dos fluxos de lava Inferior a Superior, do centro ao norte de Marrocos. Portanto, CAMP é um evento magmático curto e intenso. Os basaltos da unidade recorrente são ligeiramente mais jovens (idade média: 197 ± 1 Ma) e representam um evento tardio. Consistentemente, os basaltos Superior e Recorrente são separados por uma camada sedimentar que atinge localmente uma espessura de cerca de 80 m.

Magnetoestratigrafia

De acordo com os dados magnetoestratigráficos , os eventos do CAMP marroquino foram divididos em cinco grupos, diferindo nas orientações paleomagnéticas (declinação e inclinação) ( Knight et al. 2004 ). Cada grupo é composto por um número menor de fluxos de lava (ou seja, um volume menor) do que o anterior. Esses dados sugerem que eles foram criados por cinco pulsos curtos de magma e eventos de erupção, cada um possivelmente <400 (?) Anos de duração. Todas as sequências de fluxo de lava são caracterizadas pela polaridade normal, exceto por uma breve reversão paleomagnética produzida por um fluxo de lava e por um calcário localizado entre camadas em duas seções distintas do Alto Atlas CAMP.

Análises palinológicas

Dados palinológicos de amostras de camadas sedimentares na base de quatro sequências de fluxo de lava restringem o início do CAMP, uma vez que não há evidência de hiato de deposição ou deformação tectônica no fundo das pilhas de fluxo de lava ( Marzoli et al. 2004 ). A assembléia palinológica observada nessas camadas basais é típica da idade do Triássico Superior , semelhante à das rochas sedimentares superiores do Triássico do leste da América do Norte. Amostras de calcário intercalado em fluxos de lava forneceram dados palinológicos não confiáveis. Um leito de calcário do topo aos basaltos superiores centrais do Alto Atlas produziu uma assembléia palinológica do Triássico Superior. No entanto, os esporomorfos observados nesta amostra são raros e mal preservados.

Conclusões

Todos esses dados indicam que os fluxos de lava basáltica da província magmática do Atlântico Central em Marrocos foram erupcionados em c. 200 Ma e ultrapassou o limite Tr - J. Assim, é muito possível que haja uma conexão entre este evento magmático e a crise climática e biótica da fronteira Tr-J que levou à extinção em massa .

Leste da América do Norte

Contato basal da seção North Mountain da bacia de Fundy, Nova Scotia, Canadá

A porção norte-americana dos fluxos de lava do CAMP aflora em várias seções nas bacias de Newark, Culpeper, Hartford, Deerfield, ou seja, o Supergrupo Newark na Nova Inglaterra (EUA) e na Bacia Fundy na Nova Escócia (Canadá). O CAMP é aqui constituído por olivinas raras - e basaltos normativos de quartzo comuns apresentando uma grande extensão lateral e uma espessura máxima de até 1 km. Os fluxos basálticos ocorrem no topo das unidades sedimentares fluviais e lacustres continentais da era Triássica. Dados de 40 Ar / 39 Ar (em plagioclásio) indicam para essas unidades basálticas uma idade absoluta de 198-200 Ma ( Hames et al. 2003 ) trazendo este evento magmático, sem dúvida, perto da fronteira Triássico-Jurássico (Tr-J). Portanto, é necessário determinar se ele ultrapassa a fronteira ou não: do contrário, o CAMP não poderia ser a causa do evento de extinção do Triássico Superior . Por exemplo, de acordo com Whiteside et al. 2007 há evidências palinológicas, geoquímicas e magnetostratigráficas de que o CAMP é posterior ao limite Tr-J.

Magnetoestratigrafia

Na Bacia de Newark , uma reversão magnética (E23r) é observada logo abaixo dos basaltos mais antigos e mais ou menos na mesma posição que um turnover palinológico, interpretado como a fronteira Tr-J. No Marrocos, duas reversões foram detectadas em duas sequências de fluxo de lava. Duas correlações distintas entre a magnetostratigrafia marroquina e a de Newark foram propostas. Marzoli et al. 2004 sugere que a fronteira Tr-J está localizada acima do nível inferior de polaridade reversa, que está posicionado mais ou menos na base da unidade basáltica intermediária de Marrocos. Esses dois níveis podem ser correlacionados com o cron E23r da Bacia de Newark, portanto, os basaltos do CAMP norte-americanos são posteriores à fronteira Tr-J, enquanto parte do CAMP marroquino entrou em erupção no Triássico. Ao contrário, Whiteside et al. 2007 propôs que esses dois níveis poderiam ser os primeiros intervalos do Jurássico de polaridade reversa não amostrados na Seqüência da Bacia de Newark (muitos mais fluxos de lava estão presentes na Sucessão Marroquina do que na Bacia de Newark), mas observados nas sequências sedimentares do Jurássico Inferior da Bacia de Paris da França. Intervalos de polaridade reversa na América podem estar presentes em North Mountain (bacia de Fundy, Nova Scotia), que são mal amostrados, mesmo se a análise magnetoestratigrafia anterior nesta sequência mostrou apenas polaridade normal, ou no membro da baía de Scots da bacia de Fundy que nunca foi amostrado . Existe apenas um afloramento no CAMP da América onde a polaridade reversa é observável: um dique relacionado ao CAMP (cerca de 200 Ma) na Carolina do Norte. Whiteside et al. 2007 sugere que os intervalos de polaridade reversa neste dique podem ser de idade pós-Triássica e correlacionados com os mesmos eventos em Marrocos.

Análises palinológicas

O limite Tr-J não é oficialmente definido, mas a maioria dos trabalhadores reconhecê-lo em estratos continental pela última aparição do índice de taxa, como ovalis Ovalipollis , Vallasporites Ignatii e Patinasporites densus ou, em seções marinhas, pela primeira aparição da amonite Psiloceras Planorbis . Na bacia de Newark, o evento de renovação palinológica (daí a extinção da massa limite Tr-J) ocorre abaixo dos fluxos de lava CAMP mais antigos. O mesmo pode ser dito para as bacias de Fundy, Hartford e Deerfield. Nas seções de CAMP marroquinas investigadas (Central High Atlas Basin), as camadas sedimentares amostradas imediatamente abaixo dos fluxos de lava basáltica mais antigos, aparentemente contêm táxons do Triássico (por exemplo, P. densus ), e foram, portanto, definidas como Triássicas em idade como pelo menos a lava mais baixa fluxos ( Marzoli et al. 2004 ). Ainda assim, uma interpretação diferente é sugerida por Whiteside et al. 2007 : os estratos sedimentares amostrados estão bastante deformados e isso pode significar que algumas unidades sedimentares podem estar faltando (erodidas ou estruturalmente omitidas). Com relação aos pólens do Triássico encontrados em algumas unidades sedimentares acima dos basaltos da Unidade Superior, eles poderiam ter sido retrabalhados, portanto, não representam uma restrição totalmente confiável.

Análises geoquímicas

Os fluxos de lava do CAMP da América do Norte podem ser geoquimicamente separados em três unidades: os mais antigos são classificados como basaltos normativos de quartzo de alto titânio (HTQ) (TiO 2 = 1,0-1,3% em peso); estes são seguidos por fluxos de lava classificados como basaltos normativos de quartzo de baixo titânio (LTQ) (TiO 2 = cerca de 0,8-1,3% em peso); e, em seguida, pela unidade de fluxo de lava mais jovem classificada como basaltos normativos de quartzo de ferro de alto titânio (HTIQ) (TiO 2 = 1,4-1,6% em peso). De acordo com Whiteside et al. 2007 , análises geoquímicas baseadas nos teores de titânio, magnésio e silício mostram uma certa correlação entre os fluxos de lava mais baixos da América do Norte e a Unidade Inferior do CAMP marroquino, reforçando assim a conclusão de que os basaltos marroquinos são posteriores à fronteira Tr-J.

Portanto, de acordo com esses dados, os basaltos do CAMP não deveriam ser incluídos entre as causas diretas da extinção em massa de Tr-J.

Referências

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