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An appraisal of the ages of Phanerozoic large igneous provinces
Earth-Science Reviews ( IF 10.8 ) Pub Date : 2023-01-06 , DOI: 10.1016/j.earscirev.2023.104314
Qiang Jiang , Fred Jourdan , Hugo K.H. Olierook , Renaud E. Merle

Large igneous provinces (LIPs) are the products of exceptional magmatic events that played important roles in tectonic plate reorganizations, environmental crises, energy resource formation and ore genesis. Studying the ages of LIPs has been crucial for constraining the duration of these magmatic events and deciphering their temporal relationship with associated geological events. There have been a significant number of radio-isotopic dating analyses (e.g., 40Ar/39Ar, U-Pb) conducted for LIPs, especially in the past decade. These dating results have often been directly accepted and propagated into the literature for geological interpretations, regardless of their reliability and precision. This review compiles all published 40Ar/39Ar and U-Pb age determinations for the eighteen Phanerozoic large igneous provinces and critically evaluates each for their statistical robustness and precision. The compiled and filtered age data are easily accessible in an online database (https://shorturl.at/kIQT5) that will be regularly maintained by the authors. Using a filtered dataset of reliable and precise ages, which accounts for ∼30% of all the originally published ages, we discuss the duration of large igneous provinces and compare their relative timing with mass extinctions and global environmental crises. We find that the filtered datasets indeed provide robust evidence for a short duration of a few million years for some LIPs (i.e., Emeishan LIP, Siberian Traps, Central Atlantic magmatic province, Karoo LIP, Ferrar LIP, Paraná–Etendeka LIP, Deccan Traps, and Columbia River basalt group). However, evidence for the claimed short-lived, or long-lived and pulsed magmatism for some LIPs is insufficient (e.g., Yakutsk–Vilyui LIP, Kerguelen LIP, Caribbean LIP, High Arctic LIP, North Atlantic igneous province) and more robust geochronology data are needed to constrain their duration and tempo. The filtered data also strengthen the synchronicity between the peak magmatic phase of most LIPs and their associated environmental crises. Clear correlations are identified between the severity of environmental perturbations and LIPs' magma flux rates and likely their accompanied volatile degassing rates, indicating that LIP-induced rapid and intense volatile degassing may have been an important mechanism for a LIP to trigger the deterioration of the environment and even mass extinction.



中文翻译:

显生宙大火成岩省的时代评价

大型火成岩省 (LIPs) 是异常岩浆事件的产物,在构造板块重组、环境危机、能源资源形成和矿石成因中发挥了重要作用。研究 LIPs 的年龄对于限制这些岩浆事件的持续时间以及破译它们与相关地质事件的时间关系至关重要。已经对 LIP 进行了大量的放射性同位素测年分析(例如40 Ar/ 39 Ar、U-Pb),尤其是在过去十年中。这些测年结果通常被直接接受并传播到地质解释文献中,无论其可靠性和精确度如何。本综述汇集了所有已发表的40 Ar/ 39十八个显生宙大型火成岩省的 Ar 和 U-Pb 年龄测定,并严格评估每个省的统计稳健性和精度。编译和过滤的年龄数据可以在在线数据库 (https://shorturl.at/kIQT5) 中轻松访问,该数据库将由作者定期维护。使用可靠和精确年龄的过滤数据集,占所有最初公布年龄的 30%,我们讨论了大型火成岩省的持续时间,并将它们的相对时间与大规模灭绝和全球环境危机进行了比较。我们发现过滤后的数据集确实为某些 LIP(即峨眉山 LIP、西伯利亚圈闭、中大西洋岩浆区、Karoo LIP、Ferrar LIP、Paraná–Etendeka LIP、Deccan Traps、和哥伦比亚河玄武岩群)。然而,某些 LIPs 声称的短寿命或长寿命和脉冲岩浆作用的证据不足(例如,Yakutsk–Vilyui LIP、Kerguelen LIP、Caribbean LIP、High Arctic LIP、北大西洋火成岩省)和更可靠的地质年代学数据需要限制它们的持续时间和节奏。过滤后的数据还加强了大多数 LIPs 的峰值岩浆相与其相关的环境危机之间的同步性。在环境扰动的严重性和 LIPs 的岩浆通量率以及可能伴随的挥发性脱气率之间确定了明显的相关性,表明 LIP 引起的快速和强烈的挥发性脱气可能是 LIP 引发环境恶化的重要机制甚至大灭绝。某些 LIPs 声称的短寿命或长寿命和脉冲岩浆作用的证据不足(例如,Yakutsk–Vilyui LIP、Kerguelen LIP、Caribbean LIP、High Arctic LIP、北大西洋火成岩省),需要更可靠的地质年代学数据来限制他们的持续时间和节奏。过滤后的数据还加强了大多数 LIPs 的峰值岩浆相与其相关的环境危机之间的同步性。在环境扰动的严重性和 LIPs 的岩浆通量率以及可能伴随的挥发性脱气率之间确定了明显的相关性,表明 LIP 引起的快速和强烈的挥发性脱气可能是 LIP 引发环境恶化的重要机制甚至大灭绝。某些 LIPs 声称的短寿命或长寿命和脉冲岩浆作用的证据不足(例如,Yakutsk–Vilyui LIP、Kerguelen LIP、Caribbean LIP、High Arctic LIP、北大西洋火成岩省),需要更可靠的地质年代学数据来限制他们的持续时间和节奏。过滤后的数据还加强了大多数 LIPs 的峰值岩浆相与其相关的环境危机之间的同步性。在环境扰动的严重性和 LIPs 的岩浆通量率以及可能伴随的挥发性脱气率之间确定了明显的相关性,表明 LIP 引起的快速和强烈的挥发性脱气可能是 LIP 引发环境恶化的重要机制甚至大灭绝。一些 LIPs 的长寿命和脉冲岩浆作用是不够的(例如,Yakutsk–Vilyui LIP、Kerguelen LIP、Caribbean LIP、High Arctic LIP、北大西洋火成岩省),需要更强大的地质年代学数据来限制它们的持续时间和速度。过滤后的数据还加强了大多数 LIPs 的峰值岩浆相与其相关的环境危机之间的同步性。在环境扰动的严重性和 LIPs 的岩浆通量率以及可能伴随的挥发性脱气率之间确定了明显的相关性,表明 LIP 引起的快速和强烈的挥发性脱气可能是 LIP 引发环境恶化的重要机制甚至大灭绝。一些 LIPs 的长寿命和脉冲岩浆作用是不够的(例如,Yakutsk–Vilyui LIP、Kerguelen LIP、Caribbean LIP、High Arctic LIP、北大西洋火成岩省),需要更强大的地质年代学数据来限制它们的持续时间和速度。过滤后的数据还加强了大多数 LIPs 的峰值岩浆相与其相关的环境危机之间的同步性。在环境扰动的严重性和 LIPs 的岩浆通量率以及可能伴随的挥发性脱气率之间确定了明显的相关性,表明 LIP 引起的快速和强烈的挥发性脱气可能是 LIP 引发环境恶化的重要机制甚至大灭绝。北大西洋火成岩省)和更强大的地质年代学数据来限制它们的持续时间和节奏。过滤后的数据还加强了大多数 LIPs 的峰值岩浆相与其相关的环境危机之间的同步性。在环境扰动的严重性和 LIPs 的岩浆通量率以及可能伴随的挥发性脱气率之间确定了明显的相关性,表明 LIP 引起的快速和强烈的挥发性脱气可能是 LIP 引发环境恶化的重要机制甚至大灭绝。北大西洋火成岩省)和更强大的地质年代学数据来限制它们的持续时间和节奏。过滤后的数据还加强了大多数 LIPs 的峰值岩浆相与其相关的环境危机之间的同步性。在环境扰动的严重性和 LIPs 的岩浆通量率以及可能伴随的挥发性脱气率之间确定了明显的相关性,表明 LIP 引起的快速和强烈的挥发性脱气可能是 LIP 引发环境恶化的重要机制甚至大灭绝。过滤后的数据还加强了大多数 LIPs 的峰值岩浆相与其相关的环境危机之间的同步性。在环境扰动的严重性和 LIPs 的岩浆通量率以及可能伴随的挥发性脱气率之间确定了明显的相关性,表明 LIP 引起的快速和强烈的挥发性脱气可能是 LIP 引发环境恶化的重要机制甚至大灭绝。过滤后的数据还加强了大多数 LIPs 的峰值岩浆相与其相关的环境危机之间的同步性。在环境扰动的严重性和 LIPs 的岩浆通量率以及可能伴随的挥发性脱气率之间确定了明显的相关性,表明 LIP 引起的快速和强烈的挥发性脱气可能是 LIP 引发环境恶化的重要机制甚至大灭绝。

更新日期:2023-01-06
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