Abstract

The Jurassic (202 Ma) North Mountain Basalt (NMB) is a sequence of quartz-normative continental tholeiites emplaced within the Fundy Basin of southern Nova Scotia, Canada. The sequence is subdivided into three units referred to (from base to top) as the East Ferry (EFM), Margaretsville (MM) and Brier Island (BIM) members. Whereas the lower and upper members are thick (≤150 m) and composed of massive, medium-grained, holocrystalline to hypocrystalline, dark green basalt flows, the middle member is composed of multiple, thin (≤10–20 m), fine-grained and vesicle-rich basalt emplaced as inflated sheeted pahoehoe flows. Locally, at the base of the BIM, abundant, pipe-shaped features (2–60 cm wide, ≤1.5 m vertical dimension) of composite nature are present, consisting, in decreasing proportion, of: (1) a medium to dark green to black igneous phase of variable texture (aphanitic to coarse grained); (2) clear, crystalline to cloudy white, rarely red, green or blue, silica material; (3) aphanitic, red-brown, highly indurated igneous material; (4) amygdules of silica and zeolite, and (5) irregularly shaped blebs (≤1–2 cm) of altered igneous material inferred to have been micromafic enclaves. In plan section, the pipes are dominated by either the dark material or silica, but the silica phase does core pipes, and rarely, the two are mixed. The red-brown phase occurs at pipe margins and blebs occur randomly in pipes of medium- to coarse-grained texture. Rare pipe profiles indicate that pipe compositions can vary vertically, as can their shape and width. Pipe compositions range from basaltic to rhyolitic, the continuum possibly reflecting mixing of the two identified end-members. Microscopically, the pipes are holocrystalline to holohyaline, may contain fresh felsic glass in addition to quenched material (i.e., skeletal plagioclase and pyroxene) and granophyre. Mineralogically, the pipes are dominated by calcic plagioclase (An40–70) and clinopyroxene, with both having textural and chemical features indicating growth in a Fe-rich melt with late-stage resorption. Importantly, the basalt hosting the pipes is locally enriched in intergranular felsic glass. A model for pipe formation involves initial collection of silicic melt via filter pressing with entrainment of earlier-formed plagioclase and clinopyroxene within the melt and some mixing and mingling with residual basaltic melt. The density contrast between the felsic and basic melts and basalt created a buoyancy instability resulting in the rise of felsic diapirs, which are seen today uniformly dispersed on outcrop surfaces and which reflect paleohorizontal surfaces of the basalt flows.

Abstract

La séquence de coulées de basalte continental à quartz normatif de North Mountain, d’âge jurassique (202 Ma), a été mise en place dans le bassin de Fundy, dans le sud de la Nouvelle-Écosse. La séquence est subdivisée en trois unités; de la base vers le sommet, ce sont les membres East Ferry (EFM), Margaretsville (MM) et Brier Island (BIM). Tandis que les membres supérieur et inférieur contiennent ≤150 m de coulées massives de basalte vert foncé à granulométrie moyenne, et holocrystallin à hypocrystallin, le membre intermédiaire est composé de multiples coulées minces (≤10–20 m) de basalte à granulométrie fine et vacuolaire, mises en place sous forme de coulées de type pahoehoe gonflées. Localement, à la base de l’unité BIM, on trouve en abondance des structures d’aspect cylindrique (2–60 cm de large, ≤1.5 m en dimension verticale) de nature composite, contenant, en proportions décroissantes, (1) un matériau igné vert foncé à noir à texture variable (aphanitique ou à grains grossiers); (2) un matériau siliceux incolore ou blanc laiteux, plus rarement rouge, vert, ou bleu; (3) un matériau igné rouge-brun, fortement induré; (4) des cavités remplies de silice et de zéolites, et (5) des microdomaines de forme irrégulière (≤1–2 cm) de matériau igné altéré que nous considérons des micro-enclaves mafiques. En section planaire, ces structures cylindriques contiennent surtout un matériau foncé ou de la silice, mais la phase siliceuse forme généralement le coeur du cylindre; assez rarement, les deux sont mélangés. La phase rouge-brun occupe la bordure des cylindres, et les micro-enclaves mafiques se voient dans les domaines à granulométrie plus grossière. La composition du matériau igné peut varier verticalement, tout comme le profil et le diamètre des structures. La composition des structures cylindriques va de basaltique à rhyolitique, la variation continue témoignant du mélange des deux compositions extrêmes de magma. Au microscope, le matériau igné est holocristallin à holohyalin, peut contenir un verre felsique sain en plus des cristaux trempés (par exemple, plagioclase squelettique et pyroxène) et granophyre. Du point de vue minéralogique, les cylindres contiennent surtout un plagioclase calcique (An40–70) et un clinopyroxène, les deux ayant des indications texturales et chimiques de croissance dans un bain fondu riche en Fe, avec résorption tardive. Le basalte hôte de ces structures cylindriques est localement enrichi en verre felsique intergranulaire. Nous préconisons un mécanisme de formation impliquant une collection initiale de liquide silicaté felsique par un effet de filtre presse, avec traînées de plagioclase et de clinopyroxène précoces et mélanges avec un magma basaltique résiduel. Le contraste en densité entre magmas felsique et mafique et le basalte hôte a créé une instabilité due à la force ascensionnelle, ce qui a mené à la montée de diapirs felsiques. Ces diapirs sont uniformément dispersés sur la surface des affleurements, et donnent ainsi une indication de surfaces paléohorizontales de ces coulées de basalte.

(Traduit par la Rédaction)

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