Flow directions in Columbia River Basalt flows and paleocurrents of interbedded sedimentary rocks, South-Central Washington

ZusammenfassungDie jüngsten tholeiitischen Deckenbasalte (Miozän-Pliozän) des Columbia-River-Plateaus haben je eine flächenhafte Ausdehnung von mindestens 3000 bis 20 000 km2. Mehr als 150 Messungen von gerichteten Strukturen der 12 oberen Decken zeigen relativ einheitliche Fließrichtung der Laven von Südosten nach Nordwesten. Die Basaltlaven wurden wahrscheinlich von den teilweise über 50 km langen Gängen des Grande Ronde-Cornucopia Gangschwarms in Nordost-Oregon gefördert. Fließrichtungen und petrographisch-chemische Gründe sprechen gegen vermutete Eruptionszentren, zumindest für die oberen Lavadecken, in den Kaskaden im Westen des Basaltplateaus. H.-U.Schmincke - Flow directions in Columbia River Basalt flowsDie den Basalten zwischenlagernden Sedimente gehören zwei verschiedenen, sich verzahnenden Ablagerungsprovinzen an:a)Vulkaniklastische Sedimente (mit Hauptschwermineralien: braun-grüne Hornblende [oft oxydiert], Hypersthen und Klinopyroxen), die von Aschenschauern, Flüssen und Lahars aus den westlichen Kaskaden nach Osten transportiert wurden.b)Der Vorläufer des Columbia River brachte plutonisch-metamorphen Detritus des nördlichen Grundgebirges nach Südosten auf das Lavaplateau. Wesentliche Schwermineralien sind: Titanit, Epidot, Klinozoisit, blau-grüne Hornblende, Granat, Sillimanit, Disthen, Staurolith. Der alte Columbia River floß etwa 50 km westlich, des heutigen Laufes im unteren YakimaRiver-Tal.Die entgegengerichteten Gradienten (die Basalte flossen west-nordwestwärts, die Flüsse ost-süd-südwestwärts) lassen sich folgendermaßen erklären: zwischen den unteren (der zwölf eingemessenen) Basaltdecken sind Sedimente selten und nur feinkörnig, sie wurden daher wahrscheinlich auf einer sehr flachen Ebene mit geringem Gefälle abgelagert. Die Lavaströme waren außerordentlich dünnflüssig und sehr mächtig und konnten deshalb mehrere km gegen das Gefälle dieser Ebene fließen. Während der Eruption der jüngsten Basaltlaven begann sich das Lavaplateau in Antiklinalen und Synklinalen zu zergliedern. Jedoch blieb das allgemeine Relief wegen der raschen Beckensedimentation so niedrig, daß auch die jüngsten Lavaergüsse nach Westen vorstoßen und sich flächenhaft ausbreiten konnten. Abweichend von den W-NW-Fließrichtungen der unteren Basalte zeigen die beiden obersten Ströme SW-gerichtete Strukturen im unteren Yakima-Tal, parallel der Fließrichtung des alten Columbia River. Die zentrale, schüsseiförmige Absenkung des Lavaplateaus war zur Zeit der jüngsten Basalteruptionen nicht bedeutend.AbstractMore than 150 flow directions measured mainly in inclined pipe vesicles and, more rarely, vesicle cylinders, spiracles, and inclined foreset beds in pillowpalagonits-complexes) of the upper 12 widespread Yakima Basalt flows on the Columbia River Plateau in south-central Washington indicate rather uniform transport directions from southeast to northwest. This strongly supports former ideas that the large Grande Ronde-Cornucopia dike swarm in northeast Oregon fed the huge lava floods. It is shown that all previous evidence indicating eruption centers for the basalts in the Cascada Range to the west is inconclusive. Cross-bedding directions, maximum pebble sizes, and distribution of heavy mineral suites in sedimentary deposits interbedded with the basalt sheets delineate in more detail two main paleoslopes whose deposits interfinger:a)the Cascade paleoslope to the west with east-southeast paleocurrents and a predominance of volcanic heavy minerals (hornblende, oxyhornblende, hypersthene, and clinopyroxene).b)the Columbia paleoslope with south-southwest paleocurrents and chiefly sphene, epidote, clinozoisite, blue-green hornblende, garnet, sillimanite, kyanite, and staurolite. Distribution of conglomerats, current directions, and heavy mineral suites support former hypotheses that the ancestral Columbia River flowed about 50 km farther west in early Pliocene time than it does today in the area of lower Yakima Valley.
The opposed transport directions of basalts and sediments can be tentatively explained as follows: during outpouring of the lower basalts the regional gradients were very low as indicated by thin veneers of fine-grained sediments. The thick, very fluid lava flows were therefore able to overcome very gently opposed slopes for several tens of kilometers. The southwest gradient of the ancestral Columbia River became more pronounced at the time of eruption of the two youngest basalts. These lavas therefore turned and flowed southwest where they met the Columbia paleoslope. Even the youngest flows spread as sheets of wide lateral extent, however, despite accelerated tectonism and rapid sedimentation in synclinal basins.RésuméLes nappes des basaltes tholeiitiques du Miocène-Pliocène, qui sont les plus jeunes du Columbia River Plateau s'étendent au moins de 3000 à 20 000 km2 chacune.Dans les 12 nappes de la partie supérieure, 150 mesurages de structures réglées indiquent que ces laves ont coulé plus ou moins de SE à NO.Ces basaltes probablement sont originaires des filons du système Grande Ronde-Cornucopia dans le NE-Oregon.Des structures réglées et des dates de pétrographie et de chimie indiquent, que les centres d'éruption ne sont pas situés dans les Montagnes des Cascades à l'ouest du plateau basaltique, comme c'était supposé autrefois; c'est valable au moins pour les laves de la partie supérieure.Il y a deux types de sédiments intercalés dans les basaltes:1.Sédiments d'origine volcanique qui ont été transportés par des rivières et des lahars des anciens volcans dans les montagnes des Cascades à l'est.2.Débris des roches plutoniques et métamorphes du N, transportés par la Columbia River dans le Miocène-Pliocène.Les couches sédimentaires entre les 12 nappes analysées augmentent de bas en haut; ils sont plus fines à la base, probablement selon sédimentation sur une plaine d'un pendage assez faible. Les laves d'une épaisseur considérable et d'une viscosité très petite pouvaient couler plusieurs kms vers le pendage de la plaine. Pendant l'éruption des basaltes plus jeunes le plateau commençait à se diviser en anticlinauxet synclinaux, mais le relief restait faible selon la sédimentation rapide dans le bassin. Ainsi même les plus jeunes nappes basaltiques s'épandaient assez loin vers l'ouest. Il y a une différence concernant les 2 nappes les plus hautes: au contraire des directions O-NO des basaltes plus bas ils indiquent par des structures réglées qu'ils ont coulé vers le SO, parallèle au Columbia River du MiocèneePliocène.Краткое содержаниеПозднейшие толеитов ые покровы базальта р асположены на площади от 3000 до 10000 км2. Было проведен о 150 измерений простира ния структур в I-ти верхних покровах. У становлено равномер ное простирание лавовог о потока от SE на NW. Описаны условия образования базальтов и залегающих между ними осадочных пород.

Field of study: Environmental science