science >> Wetenschap >  >> Natuur

Ontdekking daagt de recente herinterpretatie van magmakamers uit

Geologisch langs-slaggedeelte van het zuidoostelijke deel van het Bushveld Complex in het Tonteldoosgebied. (a) De doorsnede is van de transectlijn kijkend naar − 11° richting 270° azimut. De sectie werd geconstrueerd door het 3D-model te roteren om de gedetailleerde geologie van het complex en de directe voetmuur in hun ware oriëntatie te bekijken. De doorsnede is niet verticaal of horizontaal overdreven en toont de ware lithologische morfologie. (b) De schematische sectie voorafgaand aan de breuk belicht verschillende belangrijke kenmerken van het complex:(1) het bestaan ​​van de Roossenekal en Belfast sub-kamers met het tussenliggende Stoffberg overblijfsel van niet-vervormde gastgesteenten, (2) de  ~ 4-km en  ~ 6 km dikke verticale afstand tussen de top van het Stoffberg-overblijfsel met het lager gevlekte anorthosiet en de vloer van de Roossenekal-subkamer, respectievelijk (3) de concave geometrie van de pyroxenite-markering die die onmiddellijke top van de cumulatieve stapel aangeeft in de twee subkamers was zacht bekkens met betrekking tot het Stoffberg-overblijfsel. LMA, lager gevlekt anorthosiet; MMA, middelgevlekt anorthosiet; UMA, bovenste gevlekte anorthosiet; PM, pyroxenietmarker; MML, hoofdmagneetlaag. Krediet:Natuur (2022). DOI:10.1038/s41598-022-19915

Professor Rais Latypov van de School of Geosciences van Wits University en zijn onderzoeksteam hebben veldbewijs gevonden voor het bestaan ​​van een 5 km dikke volledig gesmolten kamer in de oude korst van Zuid-Afrika. Dit suggereert dat er een supergrote, volledig gesmolten en langlevende magmakamer ontstaat, althans in diepe geologische tijd, en dat het klassieke beeld van "grote magmatanks" relevant blijft.

De klassieke petrologische opvatting dat magmakamers voorkomen als "grote tanks" heeft de afgelopen jaren enige twijfel gehad, vanwege een gebrek aan sluitend bewijs van geofysisch onderzoek. Bovendien geeft thermische modellering aan dat de vorming van een groot magmalichaam in de bovenste korst fysiek problematisch is. Deze studies hebben geconcludeerd dat gesmolten magmakamers van voorbijgaande aard zijn of niet bestaan ​​in de geologische geschiedenis van de aarde.

"Hoewel moderne geofysische onderzoeken inderdaad niet in staat zijn om de huidige magmakamers met een groot volume uitbarstingssmelt definitief te identificeren, is het te vroeg om het bestaan ​​van dergelijke kamers in de aardkorst te negeren. In onze studie presenteren we de grond-waarheid waarnemingen die erop wijzen dat een van deze grote en gesmolten kamers bestond in de oude aardkorst van Zuid-Afrika", zegt professor Latypov. De bevindingen van Latypov en zijn team zijn gepubliceerd als een paper in Scientific Reports .

Latypov beweert dat de grootte van de smeltkolom in de Bushveld-kamer op een bepaald moment "echt onthutsend was - meer dan 5 km dik en meer dan 380.000 km 3 qua volume. Deze hoeveelheid magma is meerdere orden van grootte groter dan alle bekende superuitbarstingen in de geschiedenis van de aarde." Het is alleen vergelijkbaar met het extrusieve volume van enkele van de grote stollingsprovincies van de aarde, zoals de Karoo-vloedbasalt in Zuid-Afrika.

Het belangrijkste bewijs is afkomstig van het Bushveld-complex, waar de tijdelijke kamerbodem geleidelijk omhoog bleek te komen via een aflopende trap van 4 km hoog. "Een dergelijke ontwikkeling van magmatische gelaagdheid impliceert dat de residente smeltkolom dikker was dan het getrapte reliëf van de kamerbodem. Deze ontdekking is misschien wel de meest fundamentele beperking op de dikte van de residente smeltkolom die ooit is afgeleid van veldkaarten in gefossiliseerd magma kamers”, betoogt Dr. Sofya Chistyakova van Wits University.

Het is goed denkbaar dat dergelijke magmakamers zich gedurende de hele geschiedenis van de aarde hebben ontwikkeld. Zelfs als sommige delen van de aardkorst dergelijke kamers missen, betekent dit niet automatisch dat 'grote tank'-magmakamers afwezig zijn in andere regio's.

"Omdat gelaagde intrusies - zoals het Bushveld-complex - zeldzaam zijn in de geologische tijd, is het niet verwonderlijk dat geofysici nu geen actieve voorbeelden van grote en gesmolten magmakamers in de aardkorst kunnen detecteren", zegt Chistyakova. + Verder verkennen

Onderzoek toont aan dat het Bushveld Complex fungeerde als een grote magmatank