Composition and compositional zoning of olivine as a tracer for pre-eruptive magmatic processes: Application to Piton de la Fournaise, Laacher See, and Shiveluch volcano

• Main Author: Sundermeyer, Caren
• Other Authors: Wörner, Gerhard Prof. Dr., Di Muro, Andrea Prof. Dr., Weyer, Stefan Prof. Dr., Pack, Andreas Prof. Dr., Kronz, Andreas Dr., Schmidt, Burkhard Dr.
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: English
• Published: 2020
• Subjects: 910; 550; Olivine; Zoning; Timescales; Diffusion; Mixing; Geologische Wissenschaften (PPN62504584X); Piton; Vulkan; Kamchatka
• Online Access: http://hdl.handle.net/21.11130/00-1735-0000-0005-1456-4; https://doi.org/10.53846/goediss-8158; https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:7-21.11130/00-1735-0000-0005-1456-4-2

Diese Dissertation behandelt die Rekonstruktion magmatischer Prozesse vor einer Eruption im Hinblick auf ihre zeitlichen Abläufe. Der Aufstieg von tief gespeicherten Magmen in flachere Reservoire und damit verbundene Magmenmischungen spielen wahrscheinlich eine Schlüsselrolle bei der Auslösung von Eruptionen. Die Zeit zwischen Magmenmischung und Eruption ist daher ein wichtiger Faktor bei der Beantwortung der Frage, wie schnell sich magmatische Systeme reaktivieren und eruptieren können. Die Zeitspannen magmatischer Prozesse und die chemischen Zusammensetzungen der beteiligten Magmen sind in zonierten Kristallen erhalten. Wir nutzen zonierte Olivinkristalle, um Nachschübe und Mischungen von Magmen nachzuweisen und die beteiligten Magmen hinsichtlich ihrer Zusammensetzung zu charakterisieren. Diese Technik wird auf drei verschiedene vulkanische Settings angewandt. (1) den durch Subduktion hervorgerufenen, basaltischen Vulkanismus am Shiveluch, Kamchatka, (2) den basaltischen Hot-Spot-Vulkan Piton de la Fournaise auf La Réunion und (3) das alkaline Intraplatten-Vulkanfeld der Eifel im westlichen Deutschland mit basanitischen bis phonolitischen Magmenzusammensetzungen. Olivine in Klasten aus einer Maar-Ablagerung am Shiveluch, Kamchatka, wurden mithilfe von Linienprofilen an der Elektronenmikrosonde untersucht, um ihre Geschichte zu rekonstruieren. Forsterit-reiche Olivinkerne (Fo86-91) zeigen komplexe Zonierungen mit einem normal zonierten Kern, einer Resorbtionsfront und einem Aufwachssaum am Rand (Fo90). Die normal zonierten Kerne werden als Folge einer Magmenmischung und darauffolgender Auflösung sowie teilweiser Reequilibrierung interpretiert, wohingegen die Aufwachssäume den Aufstieg des Magmas repräsentieren. Diffusionsmodellierungen von Mg-Fe und Ni ergeben Zeitspannen von 100-2000 Tagen für die Equilibrierung der Olivinkerne, jedoch nur 1-10 Tage für den Aufwachssaum am Rand, was darauf hindeutet, dass der Magmenaufstieg sehr schnell ablaufen kann. Am Piton de la Fournaise, La Réunion, wurden Olivine aus ...