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Mt. Etna: petrologic studies of the eccentric cones Monte Spagnolo, Monte Rossi, Mounts de Fiore and the lava flow 2002/2003
Moritz Bauer
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Erdwissenschaften
Betreuer*in
Theodoros Ntaflos
DOI
10.25365/thesis.71582
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-11650.16819.600369-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Der Ätna in Sizilien, Italien, ist der aktivste Vulkan Europas und seine geodynamischen Gegebenheiten und sein Fördersystem standen schon im Mittelpunkt vieler umfangreicher Studien. Die 6 Stadien der eruptiven Aktivität von der Vergangenheit bis zur Gegenwart sind: (1) "Tholeiitisches Stadium" vor 600-320 ka, (2) "Timpe-Stadium" vor 220-110 ka, (3) "Antiker Alcaline-Vulkanismus" vor 110-65 ka, (4) "Ellittico-Stadium" vor 57-15 ka, (5) "Mongibello-Stadium" von vor 15 ka bis 1971 und (6) das "Post-1971-Stadium", das die vulkanische Aktivität seit 1971 umfasst (Casetta, Giacomoni, Ferlito, Bonadiman, & Coltorti, 2019). Die Lava, die sich durch das Ätna-Fördersystem ausbreitete, erzeugte ein komplexes Netzwerk von Gängen und Dykes und ist verantwortlich für die Bildung der Gipfelkrater und einer Vielzahl von exzentrischen Schlackekegeln, die die Flanken des Vulkans bedecken. Wir untersuchten die Gesamtgesteins- und Mineralchemie der Laven von drei exzentrischen Schlackekegeln (Monte Spagnolo, Mounts de Fiore und Monte Rossi) und des Lavastroms der Südflanke von 2002/03. Alle Laven sind Trachybasalte mit trachytischer Textur und variabler modaler Zusammensetzung von Olivin-, Klinopyroxen- und Plagioklasphänokristallen. Die Gesamtgesteinszusammensetzung des Monte Spagnolo weist von allen beprobten Aufschlüssen die primitivsten Laven mit einer Mg# zwischen 55-57,5 und 10,7 Gew. % CaO auf, während die Laven des Monte Rossi die am weitesten entwickelten, sind mit einer Mg# zwischen 48,3 und 49,3 und einem CaO-Gehalt zwischen 10,44 und 10,48 Gew. %. Mounts de Fiore und der Lavastrom 2002/03 sind weiterentwickelt als die Monte Spagnolo-Laven, da sie eine Mg# von etwa 51 bis 52 aufweisen. Die entsprechende CaO-Konzentration liegt bei etwa 11,2 Gew. % bzw. 10,62 Gew. %. Abweichend vom Trend der entsprechenden Gesamtgesteinszusammensetzung wurde der MgO-reichste Olivin (Fo=88,9%) in den Monte Spagnolo-Laven gefunden. Aufgrund des geringen NiO-Gehalts (0,17-0,2 Gew. %) und des hohen CaO-Gehalts (0,25-0,26 Gew. %) ist dieser Olivin offensichtlich magmatischen Ursprungs. Wenn man bedenkt, dass der Olivin, der mit diesen Laven im Gleichgewicht sein könnte, Fo=82,2 hat. Es ist offensichtlich, dass der Olivin mit Fo=88,9% auf eine Magmamischung mit hoch MgO-reichen Laven hinweist. Die an den weitesten entwickelten Laven vom Monte Rossi haben den niedrigsten Fo-Gehalt (Fo=67-75%). Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Olivin und Pyroxen mit inverser Zonierung, also einer höheren Mg# in den Rändern als in den Kernen, auf eine umfangreiche Magmamischung an allen Lokationen mit Ausnahme von Monte Rossi hinweisen. Die Fo-Gehalte der Olivine steigen in den Basalten Monte Spagnolos von ca. 75 auf 76, Mounts de Fiores von ca. 76.5 auf 80 und des 2002/03 Lavastroms von 70 auf 76 %. Die Laven des Monte Spagnolo repräsentieren im Vergleich zu den anderen untersuchten exzentrischen Kegeln das primitivste Magma, das bei hohen Temperaturen (~1170 °C) gebildet wurde, und die Laven des Monte Rossi das am weitesten entwickelten Magma, das bei niedrigeren Temperaturen (~1140 °C) gebildet wurde. Im Vergleich dazu zeigen die Laven des Mounts de Fiore und der Eruption von 2002/2003 einen mittleren Grad der Entwicklung und durchschnittliche Bildungstemperaturen (~1160 °C).
Abstract
(Englisch)
Mt. Etna, located in Sicily, Italy, is Europe’s most active volcano and its geodynamic setting and plumbing system have been in the centre of many extensive studies. The 6 stages of eruptive activity from the past to the present are: (1) ’Tholeiitic Stage’ between 600-320 ka ago, (2) ’Timpe Stage’ 220-110 ka ago, (3) ’Ancient Alcaline Volcanism’ 110-65 ka ago, (4) ’Ellittico Stage’ 57-15 ka ago, (5) ’Mongibello Stage’ from 15 ka ago until 1971 and (6) the ’post -1971 Stage’ comprising the volcanic activity since 1971 (Casetta, Giacomoni, Ferlito, Bonadiman, & Coltorti, 2019). The lava propagating through the Etnean plumbing system generated a complex network of sills and dykes and is responsible for the formation of the summit craters and a plethora of eccentric cones that cover the flanks of the volcano. We studied whole rock and mineral chemistry of the lavas from three eccentric cones (Monte Spagnolo, Mounts de Fiore and Monte Rossi) and the 2002/03 southern flank lava flow. All lavas are trachybasalts with trachytic texture and variable modal composition of olivine, clinopyroxene and plagioclase phenocrysts. The Monte Spagnolo whole rock composition has the most primitive lavas of all the sampled outcrops with Mg# between 55-57.5 and 10.7 wt% CaO, whereas the Monte Rossi lavas are the most evolved ones with a Mg# between 48.3 and 49.3 and a CaO content between 10.44 and 10.48 wt%. Mounts de Fiore and the 2002/03 lava flow are more evolved than the Monte Spagnolo lavas, as they have a Mg# of around 51 to 52. The corresponding CaO con- centration is around 11.2 wt% and 10.62 wt% respectively. Deviating from the trend of the corresponding whole rock composition, the most MgO- rich olivine (Fo=88.9 %) was found in the Monte Spagnolo lavas. Due to its low NiO content (0.17 - 0.2 wt%) and high CaO content (0.25 - 0.26 wt%) this olivine is apparently of magmatic origin. Considering that the olivine, which could be in equilibrium with these lavas, has Fo=82.2. It is evident that the olivine with Fo=88.9 points to magma mixing with high MgO-rich lavas. The most evolved lavas from Monte Rossi have the lowest Fo-content (Fo=67 - 75 %). In conclusion olivine and clinopyroxene with inverse zoning, a higher Mg# in the rims, than in the cores, indicate extensive magma mixing in all locations except for Monte Rossi. The Fo contents of olivine increases in the Monte Spagnolo basalts from about 75 to 76, from Mounts de Fiore from about 76.5 to 80, and from the 2002/03 lava flow from 70 to 76 % Monte Spagnolo lavas, compared to the other studied eccentric cones, represent the most primitive magma formed at high temperatures (avg. 1170 ◦C) and the Monte Rossi lavas the most evolved magma formed at lower temperatures (avg. 1140 ◦C). In comparison, the lavas of Mounts de Fiore and of the 2002/2003 eruption show a mediate grade of evolvement and average formation temperatures (avg. 1160 ◦C).
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Ätna Petrologie Vulkan Basalt Geochemie Druckbedingungen Temperaturbedingungen
Schlagwörter
(Englisch)
Mt. Etna Petrology Volcano Basalt Geochemistry Pressure conditions temperature conditions
Autor*innen
Moritz Bauer
Haupttitel (Englisch)
Mt. Etna: petrologic studies of the eccentric cones Monte Spagnolo, Monte Rossi, Mounts de Fiore and the lava flow 2002/2003
Paralleltitel (Deutsch)
Ätna: petrologische Untersuchungen der exzentrischen Schlackekegel Monte Spagnolo, Monte Rossi, Mounts de Fiore und des Lavastroms 2002/2003
Publikationsjahr
2022
Umfangsangabe
228 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Theodoros Ntaflos
AC Nummer
AC16567074
Utheses ID
63083
Studienkennzahl
UA | 066 | 815 | |