85 Ma Vulkanismus auf den Chatham Inseln – Einblicke in die geodynamische und geochemische Entwicklung von Zealandia
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die geochemische Signatur des Intraplattenvulkanismus in Neuseeland entwickelte sich vom St. Helena HIMU-Typ (hohe zeitintegrierte μ=238U/204Pb) in der Kreidezeit zum HIMU- 207 ähnlichen Vulkanismus mit niedrigeren Pb/204Pb- und variablen 208 Pb/204Pb-Verhältnissen 206bei einem bestimmten Pb/204Pb-Verhältnis im Känozoikum. Diese zeitliche Entwicklung wurde anhand von Gesteinen von vielen verschiedenen Orten in ganz Neuseeland nachgewiesen, aber nur die Chatham Inseln zeigen diesen Übergang an einem bestimmten Ort. Neue geochemische Daten von Mineralen und des Gesamtgesteins (Haupt- und Spurenelemente, sowie Sr-Nd-Pb-Hf-Isotope) und Ar-Ar Alter von den Chatham-Inseln wurden verwendet, um den geochemischen Fingerabdruck, die beteiligten Mantelquellen/Lithologien und die zeitliche Entwicklung über 85 Ma zu charakterisieren und so ein besseres Verständnis des Neuseeländischen Intraplattenvulkanismus zu ermöglichen. Die vulkanische Aktivität auf den Chatham-Inseln und dem östlichen Chatham-Höhenzug scheint seit ~85 Ma nahezu kontinuierlich zu sein. Die erste magmatische Phase (~85-75 Ma) weist eine Isotopensignatur auf, die fast identisch mit der des St. Helena HIMU-Typs ist, scheint aber aus einer pyroxenitischen statt einer peridotitisch dominierten Quelllithologie zu stammen. Die darauffolgende vulkanische Phase (~70-60 Ma) weist eine Isotopenzusammensetzung auf, die sich der des Hikurangi Plateaus annähert. Die känozoischen HIMU-ähnlichen vulkanischen Gesteine (< 60 Ma) erstrecken sich von diesen "kreidezeitlichen Gruppen" zu höheren 206Pb/204Pb- und 208Pb/204Pb-Verhältnissen bei gegebenem 207 Pb/204Pb-Verhältnis. Die "känozoische Gruppe" spiegelt den radiogenen Zerfall in einer HIMU-ähnlichen Quelle mit hohen U/Pb- und Th/U-Verhältnissen wider, was mit einer metasomatisierten lithosphärischen Mantelquelle übereinstimmt. Im Allgemeinen spricht diese zeitliche geochemische Entwicklung für ein weit verbreitetes HIMU-Schmelzereignis in der späten Kreidezeit in Neuseeland (z.B. ein Mantelplume), das den verarmten lithosphärischen Mantel metasomatisierte und die känozoische Schmelzquelle bildete. Daher kann der Übergang von einem St Helena HIMU der späten Kreidezeit zum HIMU-ähnlichen Vulkanismus des Känozoikums durch den Wechsel von einer asthenosphärischen zu einer lithosphärischen Schmelzquelle erklärt werden. Der nahezu kontinuierliche Vulkanismus während des Känozoikums auf den Chatham Inseln und dem östlichen Chatham Rise kann durch asthenosphärischen Auftrieb ausgelöst worden sein, der das Schmelzen der Basis der metasomatisierten Lithosphäre verursachte. In Anbetracht der schnellen nördlichen Bewegung von Neuseeland während des Känozoikums (~2500 km) könnte der Auftrieb durch die Änderung der lithosphärischen Dicke ausgelöst worden sein, die durch das teilweise subduzierte Hikurangi-Plateau verursacht wurde, das direkt nördlich der Chatham's liegt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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The Chatham Islands: A type locality for Zealandian HIMU-like intraplate volcanism [Poster] AGU 2023 in San Francisco
Homrighausen S., Hoernle K., Hauff F., Schenk J. & Campbell H.
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The Chatham Islands: A window into the geochemical evolution of Zealandia [Talk] GeoBerlin 2023 in Berlin
Homrighausen S., Hoernle K., Hauff F., Schenk J. & Campbell H.
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The Chatham Islands: Geochemical evolution of the Late Cretaceous intraplate volcanism on Zealandia [Poster] Oceanic volcanism workshop 2023 in Kiel
Schenk J., Homrighausen S., Campbell H. & Hoernle K.
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The geochemical evolution of the Late Cretaceous intraplate volcanism on the Chatham Islands (NZ) [Poster] GeoBerlin 2023 in Berlin
Schenk J., Homrighausen S., Campbell H. & Hoernle K.
