Untersuchung der mehrphasigen vulkanischen und tektonischen Ak-tivität im Gebiet des Manihiki Plateaus mittels Reflexionsseismik(Expedition SO224)


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Gabriele.Uenzelmann-Neben [ at ] awi.de

Abstract

Das Manihiki Plateau (MP) ist ein submarines Lavaplateau (LIP), das während der frühen Kreide (~125 Ma) durch exzessiven Vulkanismus innerhalb eines kurzen Zeit-raumes (1-5 Ma) zusammen mit den Ontong-Java und Hikurangi Plateaus entstan-den sein soll [Chandler et al., 2012; Taylor, 2006; Winterer et al., 1974]. Um die Ausmaße der Eruptionen und die damit verbunden Einflüsse auf das Klima, sowie die Aufbruch- und Trennungsgeschichte der Plateaus zu verstehen, werden die vul-kanischen und tektonischen Strukturen auf dem MP mittels hochauflösender Reflexi-onsseismik untersucht. Im Folgenden werden wir die Fragen beleuchten, 1) ob es eine oder mehrere vulkanische Entstehungsphasen gab, 2) ob und welche Struktu-ren die Trennung des Hikurangi Plateaus vom Manihiki Plateau belegen und 3) ob und wie spätere (< 65 Ma) vulkanische und tektonische Aktivität stattgefunden hat und wie sich diese späte Phase von der Entstehungsphase unterscheidet. Die Datengrundlage bilden über 4000 km hochauflösende reflexionsseismische Da-ten, die das High Plateau (HP), das südöstliche Subplateau des Manihiki Plateaus, queren und vor allem die westlichen, südlichen und östlichen Flanken abdecken. Die seismische Stratigraphie, d. h. die Reflexionen und Sedimentpakete, wurde mit Litho-logie und Alter aus dem Bohrloch DSDP Leg 33 Site 317 [The Shipboard Scientific Party, 1976] mit Hilfe eines synthetischen Seismogramms korreliert. Die geologischen Informationen belegen zwei vulkanische Entstehungsphasen, die tholeiitische Hauptphase ~120-116 Ma, korreliert mit dem gelbem Reflektor R7 und eine spätere, schwächere, alkalische Eruptionsphase zwischen ~90-65 Ma, korreliert mit dem violetten Reflektor R6 (Abb. 1). Extrusive und intrusive Zentren, sowie Lava-flüsse bilden charakteristische, seismische Strukturen aus, die wir entlang der Profile identifiziert und kartiert haben und somit die vulkanischen Phasen und ihre laterale Ausdehnung bestätigen und erweitern konnten. Zusätzlich zu den zwei bereits bekannten vulkanischen Entstehungsphasen haben wir innerhalb des basaltischen Basements eine ältere (> 125 Ma), vulkanische Phase identifiziert (oranger Reflektor IB1 in Abb. 1). Diese vulkanische Struktur bildet wahr-scheinlich das Ende einer Kernbildungsphase und Beginn der Haupteruptionsphase. Aus der Tiefe der Reflektoren IB1, R7 und R6 (Abb. 2) und den Schichtdicken zwi-schen ihnen lässt sich berechnen, dass während der Hauptphase die größte vulkani-sche Aktivität stattfand, bei der eine ca. 1.5 km mächtige Lavaabfolge eruptiert wur-de. Zusammenfassend kann für das Manihiki Plateau eine dreiphasige vulkanische Entstehungsgeschichte angenommen werden, dessen initialer Vulkanismus vor mehr als 125 Ma stattfand. Zwischen der vulkanischen Hauptphase und der späteren Phase fanden Trennungs-prozesse des Manihiki Plateaus vom Hikurangi Plateau im Süden, dem Ontong-Java Plateau im Westen und einem subduzierten Plateau im Osten statt [Larson et al., 2002]. In der seismischen Stratigraphie sind die Flanken des Manihiki Plateaus durch tektonische Störungen sowie exzessiven Vulkanismus charakterisiert, die in direktem Zusammenhang mit den Abbruchprozessen stehen. Die Verlagerung der Eruptions-zentren vom Zentrum des High Plateaus (R7) hin zu den Flanken (R6), (Abb. 3) ver-deutlicht, dass die spätere vulkanische Phase vor allem durch tektonische Störungen entlang der Flanken verursacht ist. Nach Ende der vulkanischen Entstehungsphasen (< 65 Ma) war das High Plateau temporär und lokal begrenzt weiterhin tektonisch und magmatisch aktiv. Vor allem der südwestliche Teil des HP ist durch tektonische Brüche und Störungen sowie In-trusionen gekennzeichnet, die teilweise die gesamte Sedimentabdeckung durchsto-ßen. Diese Reaktivierung könnte z. B. durch lokale Stressfelder innerhalb der Pazifi-schen Platte oder durch Hotspot Vulkansimus erzeugt sein. Eine Interpretation be-darf allerdings einer genauen weiterführenden Untersuchung.



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Conference (Invited talk)
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Primary Division
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Event Details
Statusseminar 'Meeresforschung mit FS Sonne', 12 Feb 2015 - 13 Feb 2015, Universitaet Bremen, Germany.
Eprint ID
36531
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Pietsch, R. , Uenzelmann-Neben, G. and Werner, R. (2015): Untersuchung der mehrphasigen vulkanischen und tektonischen Ak-tivität im Gebiet des Manihiki Plateaus mittels Reflexionsseismik(Expedition SO224) , Statusseminar 'Meeresforschung mit FS Sonne', Universitaet Bremen, Germany, 12 February 2015 - 13 February 2015 .


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