Большая магматическая провинция Маккензи ( MLIP) — крупная мезопротерозойская магматическая провинция юго-западной, западной и северо-западной части Канадского щита в Канаде . Он состоит из группы родственных магматических пород , которые образовались во время массивного извержения, начавшегося около 1270 миллионов лет назад. Большая магматическая провинция простирается от Арктики в Нунавуте до Великих озер на северо-западе Онтарио , где она встречается с меньшим рой даек Матачевана . В Большую магматическую провинцию Маккензи входят крупная слоистая интрузия Овцебыка , паводковая толща реки Коппермайн и массивный рой даек Маккензи, простирающийся на северо-запад .
Как крупная магматическая провинция, это чрезвычайно большая территория родственных магматических пород, которые сформировались за чрезвычайно короткий геологический период времени . Магматические породы, составляющие Большую магматическую провинцию Маккензи, возникли в результате процессов, не связанных с нормальной тектоникой плит и распространением морского дна . Это одна из нескольких крупных магматических провинций, разбросанных по канадскому ландшафту, объем и площадь которых могут достигать тысяч километров. Большая магматическая провинция Маккензи — одна из крупнейших в мире протерозойских магматических провинций, а также одна из наиболее хорошо сохранившихся континентальных базальтовых территорий на Земле. [1] Магматические породы Большой магматической провинции Маккензи, как правило, имеют основной состав, включая базальт и габбро .
Несмотря на то, что Большая магматическая провинция Маккензи классифицируется как крупная магматическая провинция, как и другие чрезвычайно крупные скопления магматических пород на Земле, она намного больше, чем стандарты крупных магматических провинций. Стандартная классификация размеров крупных магматических провинций составляет минимальную площадь 100 000 км 2 (39 000 квадратных миль). Однако сам рой даек Маккензи занимает площадь не менее 2 700 000 км 2 (1 000 000 квадратных миль), что делает Большую магматическую провинцию Маккензи крупнее, чем плато Онтонг-Ява (в юго-западной части Тихого океана ) и американский штат Аляска . [2]
Как и большинство крупных магматических провинций, Большая магматическая провинция Маккензи берет свое начало в мантийном плюме — зоне апвеллинга аномально горячих пород внутри мантии Земли . Когда глава плюма Маккензи столкнулась с литосферой Земли , она растеклась и катастрофически расплавилась, образовав большие объемы базальтовой магмы. Это привело к созданию стационарной вулканической зоны к западу от острова Виктория , в которой наблюдался значительный вулканизм, известной как горячая точка Маккензи . Доказательства существования горячей точки Маккензи включают существование гигантского роя основных даек Маккензи из-за его веерной структуры, прилегающей к вторжению Маскокса. [3]
Считается, что размер горячей точки Маккензи составлял около 1000 км (620 миль) в диаметре. [3] Этот расчет основан на анализе магматической ткани в рое даек Маккензи, который показывает, что поток магмы был только вертикальным вблизи середины плюма Маккензи и только субгоризонтально вдали от плюма. [3] Однако, если субгоризонтальный поток является результатом подъема дайки до уровня нейтральной легкости в земной коре, это не будет связано с размером плюма Маккензи. [3] Вместо этого анализ геометрии роя даек мог бы подтвердить доказательства наименьшего диаметра шлейфа Маккензи. [3] Внешняя граница, разделяющая зону веерной геометрии даек и субпараллельных даек, может указывать на наименьший диаметр плюма Маккензи, поскольку маловероятно, что напряжение, связанное с магматической зоной, будет иметь последствия в области, которая меньше диаметра плюма Маккензи. Шлейф Маккензи, создавший этот объект. [3] Согласно этому анализу, наименьший диаметр шлейфа Маккензи должен был составлять около 2000 км (1200 миль). [3] Датирование некоторых даек Маккензи с помощью уран-свинца на различных расстояниях от назначенного фокуса дает возраст 1267 ± 2 миллиона лет. [2] Это указывает на то, что горячая точка Маккензи по существу охватывала Большую магматическую провинцию Маккензи в целом по всему связанному с ней ландшафту. [2] Соответствующий шлейф Маккензи соответствует мантийным шлейфам, которые имеют глубокое происхождение в мантии Земли. [2]
Предполагается, что горячая точка Маккензи была похожа на ранний вулканизм горячей точки Йеллоустона . [3] Обе горячие точки произвели массивные потоки базальтовой лавы, которые были идентичны образованию роев даек в течение короткого периода времени в начале вулканизма мантийных плюмов. [3] Подсчитано, что большая часть вулканизма, сформировавшего Большую магматическую провинцию Маккензи, продолжалась не более двух миллионов лет, и последующий вулканизм неизвестен. [3] Однако считается, что более молодая и меньшая Большая магматическая провинция Франклина к северо-востоку была образована аналогичным мантийным плюмом между 727 и 721 миллионами лет назад. [3] Короткий промежуток времени в два миллиона лет для внедрения магмы в Большой магматической провинции Маккензи также присутствует и в горячей точке Йеллоустона. [3]
В начале магматического события Маккензи горячая точка Маккензи столкнулась с литосферой, которая уже находилась в режиме растяжения, что позволило произойти рифтингу. [3] Пассивный рифтинг интерпретируется как механизм, который привел к открытию бывшего океана Посейдона , геометрия которого частично контролировалась геометрией роя даек. [3] Фариг (1987) предположил, что воздействие плюма Маккензи привело к образованию тройного соединения , которое имело большой рой основных даек на каждом рукаве рифта. [3] Два из первых рукавов образовали бассейн океана Посейдона, а третий рукав вышел из строя, образовав авлакоген . [3] Это предположение о тектонической обстановке можно сравнить с ранней вулкано-тектонической эволюцией горячей точки Йеллоустона, в которой образовались два рукава вместо трех, после чего оба рукава вышли из строя. [3] Считается, что в горячей точке Маккензи рифтинг был пассивным и происходил в земной коре над горячей точкой, которая должна была быть ослаблена плюмом Маккензи. [3] Поднятие земной коры могло также стать причиной напряжений, способствующих рифтингу. [3]
Немного более молодая, но, возможно, связанная геологическая особенность - это Среднеконтинентальная рифтовая система длиной 2000 км (1200 миль) , примыкающая к южной оконечности Большой магматической провинции Маккензи. [4] Часть озера Верхнее Среднеконтинентальной рифтовой системы ограничена на юге ранее существовавшими континентальными разломами, которые имели существенное правостороннее движение до формирования Среднеконтинентальной рифтовой системы. [4] Этот период рифтогенеза был крупным событием для медной минерализации , и событие рифтогенеза позже прекратилось, когда произошло столкновение Гренвиллской складчатости . [4]
Огромная протяженность Большой магматической провинции Маккензи содержит ряд магматических образований, образовавшихся во время обширного магматического события Маккензи. Сюда входят паводковые базальты , слоистые интрузии , силлы и дайки , широко распространенные по всей крупной магматической провинции. Событие Маккензи площадью 2 700 000 км 2 (1 000 000 квадратных миль) является крупнейшим магматическим событием, когда-либо произошедшим на канадском ландшафте. [5] По крайней мере, две магматические формации можно рассматривать как крупные магматические провинции, обе из которых занимают площадь более 150 000 км 2 (58 000 квадратных миль).
Рядом с озером МакГрегор в западном Нунавуте находится массив массового вторжения овцебыков. Он остается одним из крупнейших и наиболее изученных многоуровневых вторжений на Земле, а также одним из самых ценных с экономической точки зрения. [6] Это вторжение представляет собой старейшее магматическое образование магматического события Маккензи, образовавшееся между 1905 и 1155 миллионами лет назад. Здесь находится магматический очаг треугольной формы , простирающийся на 1,8 км (1,1 мили) под поверхностью. [1] При ширине 20 км (12 миль) и длине более 470 км (290 миль) интрузия Маскокса перекрывается последовательностью базальтов Паводка Коппермайн, толщина которой остается 3 км (1,9 мили). [1]
Интрузив Овцебыка можно разделить на три секции, включая подводящую к интрузии дайку оливиновых габбро, еще одну зону контактной границы и верхнюю слоистую серию. [1] Из-за различных уровней эрозии и выхода на поверхность интрузии овцебыка на более высоких структурных уровнях к северу от реки Коппермайн перекрывающая окраинная зона и слоистые серии покрывают секцию питающей дайки. [1] Слоистая серия плавно опускается на север, как и вышележащие базальты Паводка Коппермайн. [1] Выветривание погружающейся последовательности Овцебыка обнажило поперечное сечение всей последовательности погружения, начиная с базальтов Паводка Коппермайн на севере, над крышей магматического очага, вниз через магматические слои интрузии Овцебыка и в килевая область интрузии и ее пересечение с питающей дайкой оливиновых габбро, образующей самый южный сектор. [1] Окраинная зона характеризует западную и восточную внешние границы интрузии. [1]
По всей Большой магматической провинции Маккензи распространен рой даек Маккензи площадью 2 700 000 км 2 (1 000 000 квадратных миль). Эта обширная группа радиально ориентированных даек имеет ширину более 500 км (310 миль) и длину 3000 км (1900 миль) и простирается от северо-западного Онтарио через северную Манитобу и северный Саскачеван до Нунавута и Северо-Западных территорий . Рой даек Маккензи был внедрен в более древние метаморфические и магматические породы Канадского щита около 1200 миллионов лет назад. Отдельные дайки роя Маккензи имеют длину от 1500 км (930 миль) до 2000 км (1200 миль) и толщину 30 м (98 футов) соответственно. [3] Это указывает на то, что дайки Маккензи больше, чем дайки, связанные с базальтовой группой реки Колумбия в Соединенных Штатах, длина которых составляет соответственно от 400 км (250 миль) до 500 км (310 миль) и от 10 км (6,2 миль) до Толщина 30 км (19 миль). [3] Дифференциация размеров даек реки Колумбия и Маккензи позволяет предположить, что грубые оценки длины и толщины даек находятся в пределах 5-6,7 x 10 4 для горячей точки Маккензи и 1,3-5 x 10 4 для ранней стадии. горячей точки Йеллоустона. [3]
Рой даек Маккензи — крупнейший рой даек, известный на Земле, и один из нескольких рой даек, обнаруженных на территории Канадского щита. [7] [8] Мафические дайки разрезают архейские и протерозойские породы Канадского щита, в том числе в бассейне Атабаска в Саскачеване, бассейне Телон в Нунавуте и бассейне озера Бейкер на Северо-Западных территориях. [8] Основные дайки демонстрируют свидетельства того, что неметаморфизованная последовательность заполнения бассейна отложилась до того, как дайки Маккензи были внедрены в связанные бассейны. [8] Когда гигантский рой даек Маккензи вторгся в Канадский щит, он частично поднялся и вторгся в кратон Слейв на Северо-Западных территориях и в Нунавуте. [9] Это было последнее крупное событие, затронувшее ядро кратона Слейв, хотя позже вдоль его границ был зарегистрирован некоторый более молодой мафический магматизм. [9] Сюда входят магматические события, которые сформировали Большую магматическую провинцию Франклин возрастом 723 миллиона лет и пластины габбро Хотта возрастом 780 миллионов лет. [9] С тех пор, как рой даек Маккензи вторгся в кратон Слейва, кратон неоднократно погружался под воду. [9]
На севере Юкона дамбы Медвежьей реки возрастом от 1265 до 1269 миллионов лет интерпретируются как западное продолжение роя даек Маккензи. [10] Они демонстрируют геологическое сходство с роем даек Маккензи и паводковыми базальтами реки Коппермайн и поэтому считаются продуктами плюма Маккензи. [10] Дайки прорываются через раннепротерозойские осадочные толщи супергруппы Вернеке, некоторые из которых существуют как отдельные интрузии, в то время как другие встречаются в группах, насчитывающих до восьми даек. [10] Отдельные дайки имеют толщину от 5 м (16 футов) до 15 м (49 футов) и длину до 5 км (3,1 мили). [10] Средне- и мелкозернистые диориты и габбро составляют дайки Медвежьей реки и иногда изменяются в результате метаморфизма, образуя зеленые сланцы . [10] За исключением двух даек, которые демонстрируют дифференциацию, например, содержат слабую проникающую слоистость неизвестного возраста и происхождения и пересекаются недатированными гематитовыми жилами, дайки Медвежьей реки интерпретируются как образовавшиеся в течение одной магматической фазы. [10]
Между 1200 и 740 миллионами лет назад произошла серия паводковых извержений базальта. В северной части Большой магматической провинции Маккензи огромные объемы базальтовой лавы покрыли большую территорию северо-запада Канадского щита. В результате этого обширного вулканизма образовалось большое лавовое плато площадью 170 000 км 2 (66 000 квадратных миль), что представляет собой объем лавы не менее 500 000 км 3 (120 000 кубических миль). [11] Эта обширная область потоков базальтовой лавы была названа базальтами паводка реки Коппермайн, отсюда и расположение последовательности базальтов паводка. Имея площадь 170 000 км 2 (66 000 квадратных миль) и объем 650 000 км 3 (160 000 кубических миль), базальтовая толща паводка реки Коппермайн больше, чем базальтовая группа реки Колумбия в Соединенных Штатах , и сравнима по размеру с Деканом. Ловушки в западно-центральной Индии . Это делает базальтовое наводнение на реке Коппермайн одним из крупнейших базальтовых наводнений, когда-либо наблюдавшихся на североамериканском континенте, а также на Земле. Максимальная толщина базальтов паводка реки Коппермайн составляет 4,7 км (2,9 мили) и состоит из 150 потоков лавы, каждый толщиной от 4 м (13 футов) до 100 м (330 футов). [12]
Базальты паводка реки Коппермайн были вытеснены вскоре после периода подъема земной коры, который позже привел к короткому периоду обрушения связанного ландшафта. [3] Этот внезапный подъем, вероятно, был вызван подъемом магмы плюма Маккензи, что позже привело к появлению горячей точки Маккензи. Считается, что ранняя интрузия Овцебыка первоначально представляла собой подоконниковый резервуар магмы для вышележащих базальтов паводка реки Коппермайн во время их формирования. [1] Поскольку базальты реки Коппермайн содержали более 100 отдельных потоков лавы, потенциальные объемы силикатной магмы, перемещавшейся через канал Маскокс, составляли порядка 10 000 км 3 (2 400 кубических миль). [1]
Дальше на северо-восток около 900 миллионов лет назад произошло извержение паводковых базальтов формации Науят на северо-западе Баффинова острова Нунавута , но в меньшем масштабе. Эти паводковые базальты достигают толщины 360 м (1180 футов). К юго-востоку от залива Королевы Мод базальты паводков формации Экалулия остаются толщиной от 300 м (980 футов) до 500 м (1600 футов). [13] Они имеют зеленый цвет и содержат минерал силиката магния и железа оливин . [13] Незначительные подушечки лавы также существуют в базальтах потока Экалулия. [13]
Тяжелые элементы платиновой группы и медная минерализация присутствуют в базальной окраине интрузии Овцебык. [1] Исследования, проведенные Muskox Minerals Corp., показывают, что это обширное слоистое вторжение может превратиться в ожидаемый массивный источник меди, никеля и металлов платиновой группы. [1] Ожидаемый потенциал минерализации интрузии Овцебык подтверждается ее сильным сходством с Норильско-Талнахскими интрузиями в Сибири, где существуют самые богатые рудные тела на Земле. [1] Поскольку интрузия Овцебыка имеет большое сходство с Норильско-Талнахской территорией в Сибири, здесь был проведен ряд разведочных работ. Первая разведка полезных ископаемых интрузии Маскокса произошла в 1950-х годах, когда поверхностные исследования начались Международной никелевой компанией Канады, которая сейчас известна как Vale Inco . [1] В 1980-х годах многие небольшие компании с небольшим финансированием и фрагментированными блоками претензий участвовали в отборе проб и ряде буровых работ на обнажениях интрузии Маскокс, содержащих элементы платиновой группы. [1]
Обнаженные части питающей дайки к югу от реки Коппермайн представляют собой тела крупных полумассивных и вкрапленных медно-никелевых сульфидов, богатых металлами платиновой группы. [1] На окраинах интрузии Маскокс сульфидные зоны длиной более 10 км (6,2 мили) содержат палладий , платину, золото , медь и никель. [1] Это место, где в прошлом случайные компании по разведке полезных ископаемых обыскивали место вторжения Маскокса. [1]