Igneous Rock Associations 15. The Columbia River Basalt Group: A Flood Basalt Province in the Pacific Northwest, USA

Abstract

The middle Miocene Columbia River Basalt Group (CRBG) is the youngest, smallest, and best-preserved continental flood-basalt province on Earth. The CRBG covers ~210,000 km2 of the Pacific Northwest, USA near the British Columbia border. CRBG consists of ~210,000 km3 of basalt that began erupting ~16.7 Ma in the southern part of the province with younger eruptions progressively migrating northward; the last eruption occurred at ~ 5 Ma. The CRBG consists of seven formations. The Steens Basalt is the oldest but the next oldest, the Imnaha Basalt, began erupting near the end of the Steens volcanic episode. After a short hiatus at the end of the Imnaha Basalt, the Grande Ronde Basalt began to erupt. Both the Picture Gorge Basalt and Prineville Basalt erupted simultaneously with the Grande Ronde Basalt. The Steens, Imnaha, and Grande Ronde Basalts are the main phase of the eruptions representing ~ 94% of the CRBG volume. The Wanapum Basalt followed the Grande Ronde Basalt, which in turn was followed by the Saddle Mountains Basalt, the final phase of the eruptions. The formations, members and many flows of the CRBG can be identified by using a combination of major, minor and trace element compositions, lithology, magnetic polarity, and stratigraphic position. This allows the aerial extent and volume of the individual flows and groups of flows to be calculated and correlated with their respective dykes and vents. The eruption and emplacement rate of the flows has been controversial, with various lines of evidence suggesting that some flows erupted very rapidly and others probably erupted over much longer periods of time. The CRBG was probably derived from a mantle plume, although this conclusion is controversial. Compositions indicate the CRBG magmas underwent varying degrees of recharge, contamination, and fractionation prior to each eruption. Although the peak eruptions occurred during the middle Miocene Climatic Optimum, at present no significant extinction or environmental consequence has been correlated with the CRBG.SOMMAIRELe Groupe de basaltes du fleuve Columbia (CRBG), du Miocene moyen, est la plus jeune, la plus petite et la mieux preservees des provinces de basaltes de plateau de la planete Terre. Le CRBG couvre une superficie d’environ 210 000 km2 dans la portion nord-ouest des Etats-Unis du Pacifique pres de la frontiere avec la Colombie-Britannique. Le CRBG, c’est environ 210 000 km3 de basaltes dont les premiers epanchements se sont produits il y a environ 16,7 Ma dans la portion sud de la province, les eruptions plus jeunes migrant progressivement vers le nord, la dernier s’etant produit il y a environ 5 Ma. Le CRBG est constitue de sept formations. La formation de basalte de Steens est le plus ancienne, mais la suivante, celle du basalte d’Imnaha est entree en eruption pres de la fin de l’episode volcanique de Steens. Pres une courte pause a la fin de l’episode du basalte de la formation d'Imnaha, l’eruption du basalte de Grande Ronde a commence. Et le basalte de Picture Gorge et le basalte de Prineville ont fait eruption en meme temps que le basalte de Grande Ronde. Les basaltes de Steens, d’Imnaha, et de Grande Ronde forment la principale portion des eruptions avec environ 94% du volume du CRBG. Le basalte de Wanapum a succede au basalte de la Grande Ronde, puis ce fut le basalte de Saddle Mountains, la phase finale des eruptions. Les formations, les membres et le nombre de coulees du CRBG peuvent etre definis par analyse de leur composition en elements majeurs, mineurs et traces, leur lithologie, leur polarite magnetique, et leur position stratigraphique. Ce qui permet d’estimer l’etendue et le volume de coulees individuelles, de groupes de coulees, et de les relier avec leur cheminee et dikes respectifs. Le taux des flux eruptifs ainsi que le leur mise en place ont ete sujet a controverse etant donne que certaines indications suggerent que certaines eruptions ont ete tres rapides alors que d'autres se seraient produites sur des periodes beaucoup plus longues. Le CRGB est probablement issus d’un panache mantellique, mais cela demeure controverse. Les compositions relevees indiquent que les magmas du CRBG ont subi a des degres divers, des recharges, des contaminations et du fractionnement par cristallisation avant chaque eruption. Bien que les plus fortes eruptions se soient produites durant la periode climatique optimum du Miocene moyen, jusqu’a present, aucune extinction significative ou repercussion environnementale ont ete mises en correlation avec le CRBG.