Abstract

Although komatiitic lavas have long been depicted as turbulent flows, especially near the vent, field characteristics indicate that many komatiitic lavas did not flow turbulently, or only initially so. The bases of komatiites are commonly conformable with their substrate, including fine pelitic sediments, and the margins of komatiites are overwhelmingly coherent, or marked by local quench-fragmented hyaloclastite breccia. Autobreccias are notably missing. These characteristics are not consistent with turbulent flow, but clearly indicate conditions of laminar flow. If komatiitic flows were turbulent, they should commonly have scoured into substrate sediments through a variety of physical erosion processes, including foundering into underlying seafloor sediments, because of density inversion, and turbulence-induced scouring of sediments. These features are not commonly developed, also indicating that generally komatiites were emplaced under tranquil, laminar-flow conditions. Trough-like structures that commonly host nickel sulfide mineralization have commonly been interpreted to originate by thermal erosion of substrate by the komatiitic lava. The evidence supporting thermal erosion is not strong, and commonly ambiguous. Trough structures at Kambalda, Western Australia, are fault bounded, as noted by several previous investigators. However, there is a common, but not universal, antithetic relationship between trough presence and sediment absence. Removal of sediment from troughs could be explained by physical erosion, with an initial narrow, turbulent flow-head scouring a channel in the underlying sediments. As the lava flows spread laterally, their flow-front velocity decreased, and flow became laminar, so explaining the conformable contacts with substrate and the presence of coherent crusts represented by the random spinifex textural zone. Thermal erosion was rare, and could only have resulted beneath sustained lava tubes, within the flow interior, not from the flow head.

Abstract

Quoique les coulées de lave komatiitique ont maintes fois été considérées turbulentes, surtout près de l’évent, les caractéristiques de terrain indiquent que dans la plupart des cas, le mode d’épanchement n’était pas turbulent, ou s’il l’était, seulement au tout début. La base d’une coulée est en général conforme avec le substrat, y inclus les cas où ce sont des sédiments pélitiques à grains fins qui sont en contact, et les marges sont conformes dans la grande majorité de cas, ou bien localement marquées par une brèche d’hyaloclastite due au refroidissement brutal. Le phénomène d’autobréchification est complètement absent. Ces caractéristiques ne concordent pas avec une hypothèse de turbulence, mais elles indiquent plutôt des conditions d’épanchement laminaire. Si l’épanchement avait été turbulent, la lave aurait creusé dans les sédiments sousjacents selon une variété de mécanismes physiques d’érosion, par exemple affaissement dans les sédiments des fonds marins à cause de l’inversion en densité, et déplacement des sédiments à cause de la turbulence. Ces caractéristiques ne sont pas répandues, de sorte qu’en général, les komatiites semblent avoir été mises en place de façon tranquille, par épanchement laminaire. On interprète généralement les structures en forme d’auge qui contiennent une minéralisation en sulfures de nickel en termes d’une érosion thermale du substrat par la lave komatiitique. L’évidence en faveur d’une érosion thermale n’est pas convaincante, et dans plusieurs cas, ambigüe. A Kambalda, en Australie occidentale, les structures en auge sont limitées par des failles, comme l’ont souligné plusieurs. Il y a toutefois une relation antithétique commune, mais non universelle, entre structure en auge et absence de sédiments. L’élimination de sédiments d’une telle structure pourrait s’expliquer par une érosion physique, avec au début une percée étroite et turbulente créant un chenal dans les sédiments soujacents. A mesure que la coulée s’étendrait latéralement, sa vélocité au front de la coulée irait en diminuant, et le mode d’épanchement deviendrait plutôt laminaire, expliquant ainsi les contacts conformes avec le substrat et la présence de croûtes cohérentes que représente la zone texturale à spinifex aléatoire. L’érosion thermale aurait été rare, et n’aurait pu se développer qu’en dessous des tubes d’épanchement maintenus à l’intérieur d’une coulée, plutôt qu’au front d’une coulée.

(Traduit par la Rédaction)

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