uu.seUppsala University Publications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Magmatic Sources and Processes Recorded by the Volcanics from the Izu Bonin Rear Arc
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences. (MPT)
2017 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Magmatiska källor och processer registrerade i vulkaniska bergarter från Izu Bonin båge (Swedish)
Abstract [en]

The Izu rear-arc volcanism was investigated by IODP EXP350 in spring 2014. A total stratigraphy of1800 m was drilled, and contains volcaniclastic material within tuffaceous mudstone. This study willfocus on the explosive volcanism that erupted a 44 m thick unit dominated by lapilli-tuff and lapillistonebetween 682 and 727 mbsf that was deposited at approximately 4.3 Ma. Mineral chemistry and 87Sr/86Srisotope analyses has been conducted on plagioclase crystals with the objective of investigating themagmatic processes and magma sources recorded in the phenocrysts; themobarometric models wereutilised to infer conditions of magma storage. We present analyses of 93 individual plagioclase crystalsfrom 10 stratigraphically constrained rock samples and provide 645 new mineral spot analyses. Theplagioclase crystals exhibit a wide range of anorthite contents with a notably bimodal distribution. Thedominant population has ~An 20 to 40 (n=318) and a smaller population, with a left skewed distribution,has a peak at ~An 70 to 90 (n=155). Compositional variations in the plagioclase population as well asnormal and reverse zoning in individual phenocrysts reveals a complex mixing history. Stratigraphicrelationships between the samples indicate episodic recharge of a felsic magma chamber by a moremafic magma. There are 11 87Sr/86Sr analyses reported from 10 individual crystals returning valuesbetween 87Sr/86Sr = 0.703096 and 0.703380; 2SD on these analyses range from 0.000009 to 0.000024.These likely represent a low 87Sr/86Sr magma reflecting the ambient PSP mantle, and a magma whichhas experienced a higher degree of flux of subduction fluids resulting in an enriched 87Sr/86Sr signature.Thermobarometric modelling suggests mixing between these magmas likely occurred both in thelithospheric mantle and in a shallow crustal region; modelled crystallisation temperatures range from922 to 1175 (±36) °C and pressures range from 10 to 1590 (± 247) MPa.

Abstract [sv]

Den Izu Bonin bakre bågen ligger mellan Japan och Mariana öarna där Stilla havet och Filippinska havet tektoniska plattor konvergerar. Som ett resultat av detta glider Stilla-plattan under den filippinska havsplattan i en process som kallas subduktion. Regioner ovanför subduktionszoner är ofta markerade av vulkaner som bildas när material som slungas in i jordens inre och värms upp och släpper ut vätskor. Dessa vätskor kan migrera in i jorden under den överliggande plattan (manteln) vilket gör att den värms upp och smälter och tillslut sprängs vid ytan. Inom det här utbrutna vulkanmaterialet är det ofta ett mineral som kallas plagioklasfeldspar. Plagioklasets sammansättning beror på kemi av dess modermagma, såväl som temperaturen och trycket vid tidpunkten för dess kristallisation. Undersökning av dess sammansättning möjliggör beräkning av kristallisationsbetingelserna för plagioklas med användning av en teknik som kallas termobarometri. Det kan också ge insikter i en mängd magmatiska processer. Plagioklas har också ett specifikt isotopfingeravtryck beroende på källan till dess modermagma. Geologer kan använda isotopsystem för att ge information om minerals historia. Ett sådant system existerar med isotoper av strontium (87Sr och 86Sr) och strontium kan ersättas med kristallgitteret eller plagioklaset. 87Sr produceras kontinuerligt av det radioaktiva sönderfallet av rubidium 87 (87Rb), vilket innebär att i ett slutet system ökar mängden87Sr över tiden och därmed 87Sr/86Sr-förhållandet ökar också. Rb passar inte bra in i kristallstrukturen hos de flesta stenbildande mineralerna, vilket betyder att den tenderar att samlas i smältfasen hos en magma istället för i kristallfasen. Dess affinitet till smältfasen innebär att den blir berikad i jordskorpan jämfört med manteln som leder till skorpan som har ett högre 87Sr/86Sr-förhållande än manteln. Syftet med den här studien ligger i undersökningen av ett 44 m tjockt deponering av vulkaniskt material som utbröt 4,3 miljoner år sedan och ligger nu mellan 682 och 727 meter under havsbotten. Kemin av 93 kristaller analyserades med användning av en elektronmikroprobe och avslöjade en komplex magmatisk historia. Två huvudgrupper isolerades, en rik på kalcium och den andra i natrium med en mindre mängd som visade en intermediär komposition. De förändringar i kemi av fältspat på en sub-kristal nivå har föreslagit att dessa två grupper sammanfogar varandra och påverkar, eventuellt bidragande till ett utlösande vulkanutbrott. Termobarometriska modeller indikerar att fältspatkristallerna bildas vid temperaturer från 922 till 1175 (± 36) grader Celsius och tryckområde från 10 till 1590 (± 247) megapascals, vilket motsvarar djup på upp till 47 km under ytan. Isotopförhållandena för strontium i fältsparet mättes med användning av en teknik som kallades termisk ioniseringsmasspektrometri (TIMS), från detta förhållande fann man att olika magmakällor interagerade med varandra; åtminstone en som hade ett liknande isotopfingeravtryck på manteln under den filippinska havsplattan och en annan som uppvisade tecken hade den påverkats av den subducerande stilla plattan. (Översättning: Oskar Westlin)

Place, publisher, year, edition, pages
2017. , 70 p.
Series
Examensarbete vid Institutionen för geovetenskaper, ISSN 1650-6553 ; 414
Keyword [en]
Izu-Bonin, plagioclase, magma, strontium, thermobarometry, rear arc
Keyword [sv]
Izu-Bonin, plagioklas, magma, strontium, termobarometri, bakbåge
National Category
Geology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-333088OAI: oai:DiVA.org:uu-333088DiVA: diva2:1155032
Educational program
Master Programme in Earth Science
Presentation
2017-05-31, Villavägen 16, Uppsala, 12:00 (English)
Supervisors
Examiners
Available from: 2017-11-10 Created: 2017-11-06 Last updated: 2017-11-10Bibliographically approved

Open Access in DiVA

The full text will be freely available from 2018-12-14 12:00
Available from 2018-12-14 12:00

By organisation
Department of Earth Sciences
Geology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 18 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf