Age and petrographic characterization of volcanic ash from ODP Leg 198 and Leg 126 sites

In this study of volcanic ash retrieved from Shatsky Rise during Ocean Drilling Program Leg 198, the texture and composition of the volcanic components (glass and crystals) were used to fingerprint ash layers for detailed correlation. Correlations among ash layers in holes drilled at the same site as well as between sites, including sites on different parts (highs) of the rise, were tested. Although high-to-high correlations failed, intrahigh correlations were more successful. Our data suggest a significantly different source for some pyroclastic debris, especially at Site 1208, possibly associated with pumice rafts carried northward from the Izu-Bonin arc by the Kuroshio Current. Other ashes are consistent with rhyolitic to dacitic air fall ash from Asian arc volcanoes. We were not able to texturally distinguish between air fall ash and pumice-raft fallout but suspect that the latter is associated with higher percentages of vesiculated ash components, as we demonstrate occur in more proximal Izu-Bonin pyroclastic deposits.

Geochemistry of ash from Santorin, Greece

Santorin, am südlichsten Punkt des Kykladenbogens gelegen, ist der einzige noch tätige Vulkan in der südlichen Ägäis. Der Vulkanismus begann vor ca. 1.6 Mio. Jahren. Santorin besteht aus 5 Inseln, die nahezu vollständig aus vulkanischen Gesteinen aufgebaut sind, die im Laufe der Vulkangeschichte aus verschiedenen Eruptionszentren gefördert wurden. Abgesehen von den Laven im N der Hauptinsel Thera, wird der Zentral- und Südteil der Insel in der Hauptsache von den pyroklastischen Förderprodukten des sog. Thera-Vulkans aufgebaut. In der vorliegenden Arbeit waren diese pyroklastischen Serien Ziel der Untersuchungen. Die Ergebnisse daraus können folgendermaßen zusammengefaßt werden: - Die Aufnahme von 14 detaillierten Profilen und deren Korrelierung erbrachte die Einteilung der pyroklastischen Schichten in 5 Haupt-Folgen: T5/1 - Untere Bimsstein-Folge (Bu), T5/2-Mittlere Bimsstein-Folge (Bm), - T5/3, Die Obere Bimsstein-Folge (Bo) wurde dabei nicht weiter berücksichtigt, da sie bereits in zahlreichen Arbeiten untersucht worden ist. - Die als T5/1-3 bezeichneten Serien bestehen aus Aschen, Schlacken, wenigen Bimsstein-Horizonten und untergeordnet Ignimbriten, 'pyroclastic' und 'ash flow'-Ablagerungen, sowie Laharen. Umlagerungen und Bodenhorizonte zeigen die Unterbrechung in der vulkanischen Tätigkeit an. - In den Tg-Folgen konnten jeweils einer oder mehrere Leit-Horizonte gefunden werden, die es ermöglichen die drei Tg-Serien zu unterscheiden und zu korrelieren. - Die Untere Bimsstein-Folge (Bu) wurde in sechs Einheiten unterteilt, die eine Wechselfolge von 'pumice fall' und 'pumice flow'-Ablagerungen bilden. - Mineralogische Untersuchungen zeigen für die 5 Haupt-Folgen nur geringe Unterschiede. Die Bimssteine und Schlacken bestehen überwiegend aus Glas und haben nur wenige Phänokristalle (3-12 Vol.*), wobei der Plagioklas (Andesin-Labradorit) überwiegt; Orthopyroxen (Hypersthen) und Klinopyroxen (diops. Augit) stellen ca. 30% der Einsprengunge. An Akzessorien sind vorhanden: Apatit, Magnetit, Hämatit und sehr selten Hornblende. - Ein Versuch zur Unterscheidung der Gesteine in den einzelnen Schicht-Einheiten war die Bestimmung der Lichtbrechung und der Dichte. Es zeigte sich, daß die Dichte weniger geeignet ist, die Lichtbrechung aber eine schwache Differenzierung widerspiegelt und somit für die Bimssteine und Schlacken, aber auch für die Bimssteine innerhalb des Bu unterschiedliche Werte gefunden wurden - Aus den Korngrößen-Analysen des Asche-Leithorizontes der T5/3-Folge ergaben sich die Lage des Eruptionszentrums und die damals vorherrschende Windrichtung. - Die Oberen Ignimbrite (Ign., im Hangenden der T5/3-Folge) konnten erstmals in 5 Einheiten unterteilt werden. - Die Seltenen Erden-Analysen erbrachten für die einzelnen Folgen in etwa die gleichen SEE-Spektren. - Die geochemischen Untersuchungen von ca. 120 Proben sind in verschiedenen Diagrammen dargestellt. Daraus wird deutlich, daß die T5-Folgen die basischsten Glieder sind. Es handelt sich überwiegend um Quarz-Andesite und Quarz-Latiandesite, während die Bimsstein-Serien (Bu u. Bm) eine quarz-latiandesitische bis rhyodacitische Zusammensetzung haben. Es sind aber alles kalkalkaline Gesteine, die in den Bereich der Kontinentalrand-Andesite gehören. - Es wird angenommen, daß die Gesteine des Thera-Vulkans aus einer Magmakammer stammen. Während Zeiten ± kontinuierlicher, explosiver Tätigkeit wurden die Aschen und Schlacken der T5-Serien gefördert, die gegenüber den Bimsstein-Folgen relativ basisch sind. Während längerer Ruheperioden (Bodenhorizonte am Top der Tc-Folgen) differenzierte die Schmelze in der Magmakammer, vorwiegend durch Kristallfraktionierung. In den paroxysmalen Ausbrüchen wurden dann die sauren, gasreichen Bimssteine des Bu, Bm und Bo gefördert. - Anhand der lithologischen und geochemischen Untersuchungen ließen sich die etwaigen Eruptionszentren, die Ausbruchsmechanismen und der Ablagerungstyp der Schichten herleiten und daraus die Vulkangeschichte rekonstruieren, wie sie in vier Tabellen übersichtlich zusammengefaßt sind. - Schließlich sollen paläomorphologische Karten die einzelnen Stadien des Thera-Vulkans veranschaulichen.

Ash layer characteristics and major element oxide content of glasses from ODP Sites 162-982 and 162-985

The Cenozoic volcanic activity on Iceland has been recorded in North Atlantic sediments drilled during several Ocean Drilling Program (ODP)/Deep Sea Drilling Project legs (Legs 104, 151, 152, 162, and 163). Leg 162 (North Atlantic-Arctic Gateways II) recovered ash layers at Sites 982, 985, and 907 (Jansen, Raymo, Blum, et al., 1996, doi:10.2973/odp.proc.ir.162.1996). The revisited Site 907 was first drilled during Leg 151, and the ash from this site has been described in detail by Lacasse et al. (1996, doi:10.2973/odp.proc.sr.151.122.1996) and Werner et al. (1996, doi:10.2973/odp.proc.sr.151.123.1996). Site 982 is located within the Hatton-Rockall Basin on the Rockall Plateau, which is situated west of the British Isles. Site 985 is located northeast of Iceland at the foot of the eastern slope of the Iceland Plateau, adjacent to the Norwegian Basin. Here we report chemical analyses of Neogene tephra layers from Holes 982A, 983B, 982C, 985A, and 985B. The sedimentary sequence at Site 982 spans the lower Miocene-Holocene; Site 985 recovered sediments spanning the upper Oligocene-Holocene. Twenty-two distinct ash layers and ash-bearing sediments were sampled in Holes 982A-982C (Cores 162-982A-16H through 24H, 162-982B-14H through 56X, and 162-982C-15H through 27H), and 59 ash layers were sampled in Holes 985A and 985B (Cores 162-985A-11H through 59X, and 162-985B-11H through 14H). Almost 50% of the sampled ash is strongly altered (predominantly from Site 985). A cluster of altered thin layers in the lower Pliocene of Site 985 (top of Unit III) is remarkable.

Chemistry of volcanic ash from Celebes and Sulu Sea Basins

During Leg 124, off the Philippines, volcanic material was recovered in deep-sea sediments dating from the late Oligocene in the Celebes Sea Basin, and from the early Miocene in the Sulu Sea Basin. Chemical and petrological studies of fallout ash deposits are used to characterize volcanic pulses and to determine their possible origin. All of the glass and mineral compositions belong to medium-K and high-K calc-alkaline arc-related magmatic suites including high-Al basalts, pyroxene-hornblende andesites, dacites, and rhyolites. Late Oligocene and early Miocene products may have originated from the Sunda arc or from the Sabah-Zamboanga old Sulu arc. Late early Miocene Sulu Sea tuffs originated from the Cagayan arc, whereas early late Miocene fallout ashes are attributed to the Sulu arc. A complex magmatic production is distinguished in the Plio-Quaternary with three sequences of basic to acidic lava suites. Early Pliocene strata registered an important activity in both Celebes Sea and Sulu Sea areas, from the newly born Sangihe arc (low-alumina andesite series) and from the Sulu, Zamboanga, and Negros arcs (high-alumina basalt series and high-K andesite series). In the late Pliocene and the early Pleistocene, renewal of activity affects the Sangihe-Cotobato arc as well as the Sulu and Negros arcs (same magmatic distinctions). The last volcanic pulse took place in the late Pleistocene with revival of all the present arc systems.