Der Vulkanismus des Mount Edziza Volcanic Complex in der kanadischen Provinz British Columbia beschreibt die Geschichte des Vulkanismus am Mount Edziza Volcanic Complex (MEVC) über einen Zeitraum von mehr als sieben Millionen Jahren. Er fand während fünfer Zyklen der magmatischen Aktivität statt, bei denen jeder Zyklus weniger vulkanisches Material produzierte als der vorhergehende. Der Vulkanismus in diesen Zyklen schuf verschiedene Typen von Vulkanen, darunter Schlackenkegel, Schichtvulkane, subglaziale Vulkane, Schildvulkane und Lavadome. Eine ungefähr 1.000 km² große vulkanische Hochebene bildet die Basis des MEVC, den der sukzessive Ausstoß hochmobiler Lavaströme geschaffen hat. Vulkanische Gesteine wie Basalt, Trachybasalt, Benmoreit, Latit, Mugearit, Trachyt und Rhyolith wurden von einer Vielzahl von Eruptionen des MEVC abgelagert; die sechs letzten der aufgeführten Gesteinstypen sind die Produkte unterschiedlicher Grade der magmatischen Differentiation in unterirdischen Magmakammern. Neuerlicher effusiver Vulkanismus konnte lokale Fließgewässer durch Lavaströme aufstauen, wogegen neuerlicher explosiver Vulkanismus den Luftverkehr beeinträchtigen könnte, wenn vulkanische Asche über Teile von Nordwest-Kanada verbreitet würde. Mindestens 10 unterschiedliche Ströme aus Obsidian wurden durch den Vulkanismus des MEVC produziert, von denen in prähistorischen Zeiten einige durch die indigenen Völker zu Werkzeugen und Waffen verarbeitet wurden.
Der erste magmatische Zyklus fällt in die Zeit vor 7,5 bis 6 Millionen Jahren und wird von der Raspberry-Formation, der Little-Iskut-Formation und der Armadillo-Formation repräsentiert, von denen jede das Produkt einer eigenständigen eruptiven Periode ist. Drei unterschiedliche Perioden eruptiver Aktivität kennzeichnen auch den zweiten magmatischen Zyklus vor sechs bis einer Million Jahre; sie sind durch die Nido-Formation, die Spectrum-Formation und die Pyramid-Formation gekennzeichnet. Der dritte magmatische Zyklus vor etwa einer Million Jahre wird durch die Ice-Peak-Formation, die Pillow-Ridge-Formation und die Edziza-Formation repräsentiert, von denen auch wieder jede das Produkt einer eigenständigen eruptiven Periode ist. Auch den vierten magmatischen Zyklus vor 0,8 bis 0.2 Millionen Jahren charakterisieren drei eigenständige Perioden eruptiver Aktivität; diese werden durch die Arctic-Lake-Formation, die Klastline-Formation und die Kakiddi-Formation repräsentiert. Der fünfte magmatische Zyklus begann vor mindestens 20.000 Jahren und könnte noch andauern; die einzelnen voneinander unterscheidbaren eruptiven Perioden dieses magmatischen Zyklus' sind durch die Big-Raven-Formation repräsentiert.
Hintergrund Der Mount Edziza Volcanic Complex ist eine linear angeordnete Gruppe von Vulkanen im nordwestlichen British Columbia. Er ist etwa 65 km lang und 20 km breit, und besteht aus mehreren Schichtvulkanen, Schildvulkanen, subglazialen Vulkanen, Lavadomen und Schlackenkegeln. Zu diesem Vulkankomplex gehört ein weitläufiges, steilwandiges intermontanes Plateau, das von einer Basis-Höhe von 760 bis 816 m aus aufragt. Ein nordwärts strebender, elliptischer Schildvulkan, der aus vielfältigen flachliegenden Lavaströmen besteht, bildet das Plateau, welches von mehreren kleineren vulkanischen Strukturen des Komplexes gekrönt wird. Vier Zentralvulkane mit felsischer Zusammensetzung überlagern das Plateau, von denen der Mount Edziza mit einer Höhe von der höchste ist. Das Plateau wird in drei kleinere Plateaus unterteilt; von Nord nach Süd sind dies das Big Raven Plateau, das Kitsu Plateau und das Arctic Lake Plateau.
Der MEVC ist einer der größten Vulkankomplexe in Nordamerika; er hat eine Fläche von etwa 1.000 km² und enthält etwa 665 km³ vulkanischen Materials. Nach dem Level Mountain ist der MEVC das größte eruptive Zentrum in der Northern Cordilleran Volcanic Province, welche sich vom nordwestlichen British Columbia nordwärts durch das Yukon-Territorium bis in den äußersten Osten von Alaska erstreckt. Diese vulkanische Provinz ist das vulkanisch aktivste Gebiet in Kanada, in dem sich in den vergangenen 500 Jahren mindestens drei Eruptionen ereigneten. Der Vulkanismus der Northern Cordilleran Volcanic Province setzte vor 20 Millionen Jahre ein. Er hat seine Ursache im Rifting der Nordamerikanischen Kordillere, welches von den Änderungen in der relativen Plattenbewegung zwischen der Nordamerikanischen und der Pazifischen Platte angetrieben wird.
Eruptionsrate und Zusammensetzung mini|alt=Eine gelb und grün eingefärbte Karte mit Höhenlinien mit der Darstellung einer bergigen Gegend|Topographische Karte des MEVC mit dem Mount Edziza Provincial Park in grün Die Eruptionsrate des MEVC variierte im Lauf seiner langen vulkanischen Vergangenheit. Als die Eruptionen im Vulkankomplex vor mindestens 7,4 Millionen Jahren begannen, erhöhte sich die Rate des Magmatismus in der Northern Cordilleran Volcanic Province von 100.000 auf 300.000 m³ pro Jahr. Vor 4 bis 3 Millionen Jahren trat am MEVC und in der Northern Cordilleran Volcanic Province eine magmatische Ruhephase ein. Der Magmatismus der Northern Cordilleran Volcanic Province kehrte danach zu einer relativ konstanten Rate von 100.000 m³ pro Jahr zurück, was signifikant weniger als die geschätzte Rate für die Kaskaden-Vulkane im Westen Nordamerikas darstellt. Im MEVC traten Eruptionen im gegenwärtigen Holozän etwa aller 379 Jahre auf; diese Rate bezieht sich auf die Anzahl der nachgewiesenen holozänen Eruptionen in den letzten 11.000 Jahren, von denen es mindesten 29 gibt. Dies macht den MEVC zum aktivsten eruptiven Zentrum in Kanada während des gesamten Holozäns; seine relativ häufigen Eruptionen machen ihn auch zu einem der gefährlichsten vulkanischen Komplexe in Kanada.
Die voluminösesten vom Vulkanismus des MEVC produzierten Gesteine sind mafische Alkalibasalte und Hawaiite, welche etwa 60 % des insgesamt ausgestoßenen Volumens repräsentieren. Felsische peralkaline Gesteine wie Trachyt, Comendit und Pantellerit wurden ebenfalls durch den Vulkanismus des MEVC produziert und repräsentieren etwa 40 % des gesamten ausgestoßenen Volumens, was sich aus der lang andauernden fraktionierten Kristallisation mantelbürtigen basaltischen Magmas in Magmakammern ergab. Ein peralkaliner Vulkanismus mit ähnlicher chemischer, mineralogischer und isotopischer Zusammensetzung ereignete sich auch an der Rainbow Range im zentralen British Columbia sowie am Afar-Dreieck in Ostafrika und im Great Basin des westlichen Nordamerika. Vulkanische Gesteine intermediärer Zusammensetzung wie Benmoreit, Trachybasalt, Mugearit und Latit wurden in relativ kleinen Mengen produziert; sie waren die Ergebnisse alkalibasaltischen Magmas, das über einen kürzeren Zeitraum in gewaltigen unterirdischen Magmakammern gespeichert war. Die chemische und petrographische Zusammensetzung der Gesteine des MEVC ist kennzeichnend für einen bimodalen Vulkanismus, ein mit dem kontinentalen Rifting zusammenhängendes Phänomen.
Magmatische Zyklen Der Vulkanismus des MEVC in den letzten 8 Millionen Jahre kann in fünf Zyklen magmatischer Aktivität gegliedert werden, von denen jeder mit der Effusion von Alkalibasalt begann und im Ausstoß felsischen Magmas gipfelte. Jeder Zyklus war weniger produktiv als der vorhergehende. Der erste magmatische Zyklus lagerte etwa 290 km³ vulkanischen Materials ab. Die Eruptionen im zweiten und dritten magmatischen Zyklus lagerten etwa 255 km³ bzw. 97 km³ vulkanischen Materials ab. Der Vulkanismus im vierten magmatischen Zyklus produzierte etwa 15 km³ vulkanischen Materials, während der fünfte Zyklus nur eine unerhebliche Menge vulkanischen Materials produzierte. Der vierte und der fünfte magmatische Zyklus sind möglicherweise Teil eines viel größeren Zyklus, der auch noch andauern könnte.
Erster magmatischer Zyklus Der erste magmatische Zyklus war auf das Obermiozän vor 7,5 bis 6 Millionen Jahren beschränkt. In diesem magmatischen Zyklus können drei Eruptionsperioden unterschieden werden, von denen jede unterschiedliche Typen vulkanischer Gesteine produzierte. Die erste Eruptionsperiode wird durch Alkalibasalt- und Hawaiit-Ströme der Raspberry-Formation repräsentiert. Sie liegen direkt auf den älteren Gesteinen des Stikine-Terrans auf und sind entlang des Mess Creek Escarpment exponiert. Die Little-Iskut-Formation repräsentiert die zweite Periode der eruptiven Aktivität; sie besteht hauptsächlich aus Trachybasalt-Strömen und Brekzie, welche die Raspberry-Formation überlagern. Die Eruptionen der Little-Iskut-Periode folgten entweder unmittelbar auf die Raspberry-Zeit oder erfolgten gleichzeitig mit ihnen, was aus dem Fehlen einer erodierten Oberfläche zwischen den beiden Formationen geschlossen werden kann. Die dritte Eruptionsperiode wird durch Alkalibasalt, Comendit und Trachyt der Armadillo-Formation repräsentiert, welche die Little-Iskut-Formation überlagert.
Raspberry-Eruptionsperiode mini|alt=Diagramm mit den Orten von Gesteinsaufschlüssen, prähistorischen Seen und der geschätzten maximalen Ausdehnung jeder geologischen Formation|Paläogeologische Karte der Raspberry-Formation am Ende der Raspberry-Eruptionsperiode Die Raspberry-Eruptionsperiode begann vor 7,4 Millionen Jahren mit der Effusion basaltischer Lavaströme auf einer erodierten Oberfläche nahe dem Raspberry Pass. Mehr als 83 km³ Lavaströme wurden in rascher Abfolge extrudiert und schufen einen obermiozänen Schildvulkan. Sie erreichten eine maximale Dicke von mehr als 300 m nahe ihrer Quelle und flachten bis auf nur wenige Meter Dicke an ihrem Terminus ab. Die Unterbrechung des lokalen Entwässerungssystems durch die Lavaströme ging von einem Cluster kleiner Flankenvulkane südöstlich des Raspberry-Schildvulkans aus und endete mit der Entstehung des sogenannten Raspberry Lake im oberen Little Iskut River Valley. In dieser Periode wurden mindestens 25 Lavaströme extrudiert, von denen jeder eine Dicke von 1 bis 30 m erreichte. Bis zum Ende der Raspberry-Eruptionsperiode hatte der Raspberry-Schildvulkan eine Fläche von mindestens 775 km² bedeckt und erreichte eine Höhe von fast . Der Vulkanismus in der Raspberry-Zeit hatte keine längeren Perioden der Ruhe wie das Fehlen von fluvialen Schichten zwischen den einzelnen Raspberry-Lavaströmen belegt.
Durch die Raspberry-Eruptionen wurden etwa 119 km³ vulkanischen Materials abgelagert, was die Raspberry-Formation vom Volumen her zur zweitgrößten geologischen Formation des ersten magmatischen Zyklus' macht. Nachdem die Raspberry-Eruptionsperiode zu einem Ende gekommen war, hatte die Erosion am Raspberry Lake mit der Schaffung einer Kerbe am Ostende des Lavadamms bereits eingesetzt. Der Raspberry-Schildvulkan, die assoziierten Flankenvulkane und die Asche-Bänke waren bereits durch die Erosion verschwunden, aber die verbleibenden Täler und Tiefebenen füllten sich mit dicken Pfeilern basaltischer Lavaströme, welche später durch die viel jüngeren Vulkane des Mount Edziza und der Spectrum Range überlagert wurden. Außer an der Basis des Mess Creek Escarpment ist der Raspberry-Basalt auch entlang der Füße der Artifact Ridge und der Obsidian Ridge exponiert sowie südlich und südöstlich des Mount Edziza.
Kalium-Argon-Datierungen der vulkanischen Gesteine, die während dieser Eruptionsperiode entstanden, ergaben eine große Varietät des Alters. Dazu gehören 11,4 ± 1,5 Millionen Jahre, 8,4 ± 0,4 Millionen Jahre und 6,4 ± 0,3 Millionen Jahre für den Raspberry-Hawaiit sowie 6,1 ± 0,4 Millionen Jahre und 5,5 ± 0,1 Millionen Jahre für den Raspberry-Alkalibasalt, wobei ersterer anomal alt ist und die größte Fehlerspanne aufweist. Relativ große Gehalte an Luft und eine pervasive (allgegenwärtige) Carbonat-Umwandlung in den Raspberry-Gesteinen ist wahrscheinlich die Ursache für die großen Altersspannen. Ein minimaler Zeitraum für die Datierung des Raspberry-Vulkanismus beträgt 7,4–6,2 Millionen Jahre.
Little-Iskut-Eruptionsperiode