Volume 51, numéro 4, 2024

EN :

The northern Appalachian orogen played a pivotal role in early geological studies of mountain belts. Its 100-year global influence as the “type area” for the Hall-Dana geosynclinal theory aptly changed focus with Tuzo Wilson’s classic 1966 paper that posed (and answered) the question “Did the Atlantic Close and Then Re-open?” and led to the modern view of global tectonics based on the “Wilson Cycle”. In retrospect, these early ideas about mountain-building were much hindered by lack of factual details. The 1978 map of the Appalachian Orogen compiled and hand-drawn by Harold Williams and his students was and remains an outstanding example of geological artwork, although the actual complexity of the orogen that it depicts was barely imagined. However, the tectonic elements and along-orogen correlations that it established still form the essence of our current models, but now supported by an abundance of geological information collected steadily during the last decades of the 20th century and then accelerated by technological advances during the past 25 years. Examples include the Global Positioning System to provide accurate locations, enhanced geochemical and geophysical methods, computers and the Internet in general, and the development of accurate and precise absolute dating techniques, especially U–Pb dating of zircon. Appalachian studies now cover a spectrum from small areas investigated in detail to orogen-wide and global-scale interpretations that track Appalachian components back to their origins. We now know orders of magnitude more about the orogen than anyone could have imagined in 1978. Not surprisingly all that new knowledge has resolved many of the questions that were being asked in the 1970s but also not surprisingly, many more questions have arisen. It seems that every new map, new interpretation, or new model challenges us with new questions. It appears unlikely that geoscientists will ever be able to sit back and say “All done. We understand everything”.

FR :

L'orogène des Appalaches septentrionales a joué un rôle essentiel dans les premières études géologiques des ceintures orogéniques. L'influence globale qu'il a exercée pendant 100 ans en tant que « zone type » pour la théorie géosynclinale de Hall-Dana a opportunément changé d'orientation avec le classique article de Tuzo Wilson, publié en 1966, qui posait (et répondait) à la question « L'Atlantique s'est-il fermé puis rouvert ? » et a conduit à la vision moderne de la tectonique globale basée sur le « cycle de Wilson ». Rétrospectivement, ces premières idées sur la formation des montagnes ont été largement entravées par le manque de détails factuels. La carte de l'orogène des Appalaches de 1978, compilée et dessinée à la main par Harold Williams et ses étudiants, était et reste un exemple remarquable d'œuvre d'art géologique, bien que la complexité réelle de l'orogène qu'elle représente ait été à peine imaginée. Cependant, les éléments tectoniques et les corrélations le long de l'orogène qu'elle a établis constituent toujours l'essence de nos modèles actuels, mais ils sont désormais étayés par une abondance d'informations géologiques collectées régulièrement au cours des dernières décennies du 20e siècle, et plus rapidement grâce aux progrès technologiques des 25 dernières années. Les exemples incluent le système mondial de positionnement (Global Positioning System) qui fournit des localisations précises, les méthodes géochimiques et géophysiques avancées, les ordinateurs et l'internet en général, et le développement de techniques de datation absolue exactes et précises, en particulier la datation U–Pb sur zircon. Les études sur les Appalaches couvrent aujourd'hui un spectre allant de petites zones étudiées en détail à des interprétations à l'échelle de l'orogène et à l'échelle mondiale qui permettent de remonter aux origines des composants des Appalaches. Nous en savons désormais bien plus sur l'orogène que quiconque aurait pu l'imaginer en 1978. Il n'est pas surprenant que toutes ces nouvelles connaissances aient permis de résoudre de nombreuses questions posées dans les années 1970, mais il n'est pas surprenant non plus que de nombreuses autres questions aient été soulevées. Il semble que chaque nouvelle carte, chaque nouvelle interprétation ou chaque nouveau modèle nous posent de nouvelles questions. Il semble peu probable que les géoscientifiques puissent un jour se contenter de dire « C’est fait. Nous avons tout compris ».

EN :

Phenocrysts in porphyritic lava flows are generally considered to have grown under conditions of slow magma cooling within source reservoirs at depth. The matrix (i.e. groundmass) surrounding the phenocrysts is assumed to form under rapid cooling conditions subsequent to eruption of the residual liquids at the surface. Alternatively, it has been demonstrated experimentally that phenocrysts could grow subaerially in basaltic lavas cooled at constant, linear rates. It has been suggested this mechanism could explain the correlation of porphyritic textures with unusually thick canyon-filling flows of Columbia River Basalt. Field and petrographic data supports intratelluric nucleation and growth of plagioclase phenocrysts in three lavas of the Columbia River Basalt Group (CRBG).

The distinction is important because the typical basaltic phenocryst paragenesis (plagioclase, followed by olivine, then augite), if produced under surface conditions, cannot be used to test fractional crystallization models in magma reservoirs of the Columbia River Basalt Group or any other lavas.

Ideally, to test the hypotheses of subaerial vs. intratelluric (subsurface) growth of phenocrysts, both intrusive (i.e. dykes) and extrusive samples crystallized from the same liquid need to be examined to compare sizes and abundances of phenocrysts. If phenocryst growth occurs only subaerially, then a lava flow should contain more phenocrysts than its intrusive counterpart. In the case of nucleation and growth in both a dyke and its flow, the flow still would contain more phenocrysts due to grains formed in the dyke being added to those formed in the flow.

Detailed modal and grain size data were collected for three dyke-flow pairs of CRBG by the author and provide an excellent opportunity to compare intrusive and extrusive textures. These findings along with XRF major and trace element data indicate that the phenocrysts in these lavas must have grown within the magma reservoir and not at the surface. A model is proposed that explains the variation of phenocryst distribution laterally within a lava as an interplay of variations of magma flow and the underlying paleo-topography.

FR :

On considère généralement que les phénocristaux des coulées de lave porphyrique se sont développés dans des conditions de refroidissement lent du magma dans des réservoirs source en profondeur. La matrice (c'est-à-dire la masse microcristalline) entourant les phénocristaux est supposée se former dans des conditions de refroidissement rapide après l'éruption des liquides résiduels à la surface. Par ailleurs, il a été démontré expérimentalement que les phénocristaux pouvaient se développer de manière subaérienne dans des laves basaltiques refroidies à des vitesses constantes et linéaires. Il a été suggéré que ce mécanisme pourrait expliquer la corrélation entre les textures porphyriques et les coulées exceptionnellement épaisses de basalte du fleuve Columbia qui remplissent les canyons. Les données de terrain et pétrographiques confirment la nucléation intratellurique et la croissance des phénocristaux de plagioclase dans trois laves du groupe des basaltes du fleuve Columbia (CRBG, Columbia River Basalt Group en anglais).

La distinction est importante car la paragenèse typique des phénocristaux basaltiques (plagioclase, suivi d'olivine, puis d'augite), si elle est produite dans des conditions de surface, ne peut pas être utilisée pour tester les modèles de cristallisation fractionnée dans les réservoirs magmatiques du groupe des basaltes du fleuve Columbia ou de toute autre lave.

Idéalement, pour tester les hypothèses de croissance subaérienne ou intratellurique (sous la surface) des phénocristaux, il faut examiner les échantillons intrusifs (c'est-à-dire les dykes) et extrusifs cristallisés à partir du même liquide afin de comparer les tailles et les abondances des phénocristaux. Si la croissance des phénocristaux ne se produit que subaériennement, alors une coulée de lave devrait contenir plus de phénocristaux que son homologue intrusif. Dans le cas d'une nucléation et d'une croissance à la fois dans un dyke et dans sa coulée, la coulée contiendrait toujours plus de phénocristaux car les grains formés dans le dyke s'ajouteraient à ceux formés dans la coulée.

Des données modales et granulométriques détaillées ont été recueillies par l'auteur pour trois paires dyke-coulée du CRBG et offrent une excellente occasion de comparer les textures intrusives et extrusives. Ces résultats, ainsi que les données sur les éléments majeurs et traces obtenues par XRF, indiquent que les phénocristaux de ces laves ont dû se développer à l'intérieur du réservoir magmatique et non à la surface. Un modèle est proposé pour expliquer la variation de la distribution des phénocristaux latéralement à l'intérieur d'une lave comme une interaction entre les variations de l'écoulement du magma et la paléo-topographie sous-jacente.