首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
     检索      


Carboniferous submarine volcanism at Herbornseelbach (Lahn-Dill area,Germany)
Authors:H -U Schmincke  G Sunkel
Institution:(1) Present address: Institut für Mineralogie, Ruhr-Universität Bochum, Postfach 102148, 4630 Bochum 1, FRG
Abstract:A 100 m-thick sequence of Carboniferous submarine, dominantly basaltic volcanic rocks at Herbornseelbach (Lahn-Dill area) is subdivided into six units. Two pillow volcanoes show a characteristic change from basal megapillows (up to 5 m across) through »normal« pillows (0.5 to 0.8 m across) to a top facies of small pillows (<0.5 m across) and/ or breccias of scoriaceous clasts and discontinuous lava stringers. Sheet flows, 0.5 to 4 m thick, can be distinguished from sills by asymmetric cooling structures and textures, vesicle concentrations near the top, basal flow wrinkles and ponding of sediments on irregular flow tops.The clastic top facies of one pillow unit dominated by vesicular lapilli is thought to have formed by submarine lava fountaining indicating eruptions in shallow water. Angular fragments in a hyaloclastite breccia, containing minor fresh sideromelane, are interpreted to have resulted from mechanical break-up of pillows or sheet flows. Deposition by mass flow in a topographic depression alternated with deposition of non-volcanic sediments and rhyolitic tuffs prior to slumping of the assemblage en masse. Thin beds of rhyolitic tuff are intercalated with sheet flows.Interpretation of secondary chemical and mineralogical alteration changes and the tectonic environment of magma formation is aided significantly by volcanological analysis. Low-temperature diagenetic processes and subsequent very low grade regional metamorphism resulted in the dominant chlorite — albite paragenesis, local epidote and pumpellyite indicating maximum temperatures around 300°C. Pronounced effects of post-depositional cold sea floor weathering and local hydrothermal alteration are still recognizable. Lavas and breccias of pillow unit II are characterized by severe loss of Ca and Na and major gain of K, chemical changes being most pronounced in clastic rocks altered at high water/rock ratios. Unit II is believed to represent a pillow volcano that stood above the sea floor exposed to oxidizing percolating seawater for a long time.The extrusive and clastic rocks range from mafic basalts, containing olivine-spinel-plagioclase phenocrysts to intermediate compositions dominated by plagioclase phenocrysts and characterized by lower compatible trace element concentrations. The volcanics most closely resemble present day E-type MORB to moderately alkalic OIB.
Zusammenfassung Eine 100 m mächtige Folge karbonischer, submariner, überwiegend basaltischer vulkanischer Gesteine in Herbornseelbach (Lahn-Dill-Gebiet) ist in 6 Einheiten untergliedert worden. Zwei Pillowvulkane zeigen einen charakteristischen Wechsel von Megapillows an der Basis (bis zu 5 m Durchmesser) über normale Pillowlaven (0.5–0.8 m Durchmesser) zu einer Topfazies, die aus kleinen Pillows (<0.5 m Durchmesser) und/oder einer Breccie aus schlakkigen Komponenten besteht. Schichtlaven, 0.5–4 m dick, können von Sills durch asymmetrische Abkühlstrukturen und Gefüge, Blasenanreicherung in der Topzone, Fließrunzeln an der Basis und Sedimenttaschen auf unregelmäßigen Stromoberflächen unterschieden werden.Die klastische Topfazies einer Pilloweinheit mit überwiegend blasigen Lapilli wird als Ablagerung submariner Lavafontänen interpretiert und weist auf Eruptionen im Flachwasser hin. Angulare Fragmente in einer hyaloklastischen Breccie mit Relikten frischer Sideromelanscherben entstanden wahrscheinlich durch das mechanische Zerbrechen von Pillow- und Schichtlaven. Die Hyaloklastite, die mit nichtvulkanischen Sedimenten assoziert sind und mit rhyolitischen Tuffen wechsellagern, sind durch mass flows in einer topographischen Mulde abgelagert worden. Zwischen den Schichtlaven liegen dünne rhyolitische Tuffe.Die Interpretation der chemischen und mineralogischen Veränderungen und des tektonischen Environments der Magmenentstehung wird durch die vulkanologische Analyse signifikant ergänzt. Diagenetische Prozesse und die anschließende sehr schwache regionale Metamorphose resultieren in der dominanten Chlorit — Albit Paragenese. Lokales Auftreten von Epidot und Pumpellyit deutet auf Temperaturen von maximal ca. 300°C. Kalte Meeresbodenverwitterung und lokale hydrothermale Veränderungen sind noch zu erkennen. Die Laven und Breccien der Pilloweinheit II sind charakterisiert durch Ca und Na Verluste und deutliche K Anreicherungen. Diese chemischen Veränderungen sind am deutlichsten in den klastischen Gesteinen, die unter hohen Wasser/Gesteinsverhältnissen verändert wurden. Einheit II repräsentiert vermutlich einen morphologisch exponierten Pillowvulkan, der lange Zeit dem oxidierenden, durchsickernden Meerwasser ausgesetzt war.Die extrusiven vulkanischen Gesteine reichen von Basalten mit Olivin-Spinell-Plagioklas Einsprenglingen bis zu intermediären Zusammensetzungen mit überwiegend Plagioklas Einsprenglingen und geringen Konzentrationen kompatibler Spurenelemente. Die Vulkanite ähneln am ehesten heutigen E-Typ MORB bis mäßig alkalischen OIB.

Résumé A Herbornseelbach (région Lahn-Dill) existe une série carbonifère puissante de 100 m, formée de roches volcaniques sous-marines, principalement basaltiques, qui se subdivise en six unités. Deux volcans à laves en coussins montrent une évolution caractéristique qui consiste, de bas en haut, en mégacoussins (jusque 5 m de diamètre), en coussins »normaux« (0,5 à 0,8 m) et en un faciès supérieur comportant de petits coussins (<0,5 m) et/ou des brèches de clastes scoriacés melées de langues de lave discontinues. Les coulées, épaisses de 0,5 m à 4 m, se distinguent des sills par leurs structures de refroidissement asymétriques, par la concentration des vésicules à leur sommet, par des rides d'écoulement basales et par le piégeage de sédiments sur leur surface supérieure irrégulière.Dans une des unités, le faciès supérieur clastique, dominé par des lapilli vésiculaires est considéré comme le résultat de fontaines de laves sous-marines, caractérisant des éruptions en eau peu profonde. Dans une bréche hyaloclastique, des fragments anguleux, contenant du sidéromélane frais sont interprétés comme résultant de la fragmentation de coussins. Il y a eu alternance de dépôt par transport en masse dans des aires en dépression et de sédimentation de tuf rhyolitique et de matériaux non volcaniques, préalable à ces transports.L'analyse volcanologique apporte une aide précieuse à l'interprétation des modifications minéralogiques et chimiques secondaires et au cadre tectonique de ce magmatisme. La paragenèse dominante à chlorite-albite témoigne de processus diagénetiques de basse température et par conséquent d'un métamorphisme de faible degré, la présence locale de d'épidote et de pumpellyite indiquant une température maximale de l'ordre de 300°. Il est possible d'encore reconnaître les effets prononcés d'une altération post-dépôt au contact de l'eau de mer froide, ainsi que d'une altération hydrothermale. Les laves et les brèches de la 2e unité montrent une perte sévère de Ca et de Na, et un gain important de K, ces changements chimiques étant plus marqués dans les roches clastiques à rapport eau/roche élevé. L'unité ncompfn 2 doit correspondre à un volcan posé sur le fond et exposé pendant un temps prolongé à la percolation oxydante de l'eau de mer.Les roches extrusives et clastiques vont de basaltes mafiques à phénocristaux d'olivine-spinelle-plagioclase à des produits de compositions intermédiaires à phénocristaux de plagioclase dominants et à faible concentration d'éléments en trace compatibles. Ces volcanites ressemblent de très près aux types actuels E-MORB et OIB modérément alcalin.

Kcyrcyacytcykcyocyiecy scyocydcyiecyrcyzhcyacyncyicyiecy Scyvcyicytcyucy pcyocydcyvcyocydcyncyycykhcy, gcylcy. ocybcy rcy., bcyacyzcyacylcysoftcytcyocyvcyycykhcy vcyucylcykcyacyncy icychcyiecyscykcyicykhcy pcyocyrcyocydcy icyzcy rcyacyjcyocyncyacy Herbornseelbach (rcyiecygcy icyocyncy Lahn-Dill), mcyocyshchcyncyocyscytcysoftcyyucy vcy 100 mcy pcyocydcyrcyacy zcydcyiecylcyicylcyicy ncyacy 6 pcyocydcyscyvcyicytcy.Dcyvcyiecy pcyocydcyscyvcyicytcyycy pcyocydcyucyshcyiecychcy ncyycykhcy lcyacyvcy pcyrcyocyyacyvcylcyyacyyucytcy khcyacyrcy acykcytcyiecyrcyncyucyyucy scymcyiecyncyucy ocytcy bcyacyzcyacylcysoftcyncyycykhcy mcyiecy gcyacypcyocydcyucyshcyiecychcyncyycykhcy lcyacyvcydcyocy 5 mcy vcy pcyocypcyiecyrcyiecychcyncyicykcyiecy -, chcyiecyrcyiecy zcy «ocybcyycychcyncyycyiecy» pcyocydcyucyshcyiecychcyncy ycyiecy lcyacyvcyycyscy 0,5 dcyocy 0,8 mcy vcy pcyocypcyiecyrcyiecychcy ncyicykcyiecydcyocy mcyiecylcykcyicykhcy ocybcyrcyacyzcyocyvcyacyncyicyjcymcyiecyncysoftcyshcyiecy 0,5 mcyvcy kcyrcyocyvcylcyiecy icy/icylcyicy bcyrcyiecykcychcy icyicy icyzcy shcylcyacykcyocyvcyicydcyncyycykhcy kcylcyacyscytcy icyscytcyocyvcy icy pcyrcyiecyrcyycyvcyacyyucyshchcyicykhcyscy yacy lcyacyvcyocyvcyycykhcy pcyrcyocyzhcyicylcykcyocyvcy. Pcyocy tcyocykcyicy pcylcyacyscytcyocyvcyycykhcy icyncytcyrcyucy zcyicyjcy ocytcy 0,5 dcyocy 4 mcy mcyocyshchcyncyocyscytcyicy ocytcylcyicychcyacy yucytcyscyyacy ocytcy gcyrcyyacydcyycy scytcyrcyucykcytcyucy rcyacymcyicy icy tcyiecykcyscytcyucyrcyacymcyicy acyscyicymcymcyiecytcy rcyicychcyiecyscykcyocygcyocy ocykhcylcyacyzhcydcyiecyncyicy yacy, scykcyocypcylcyiecyncyicyiecymcy pcyucyzcyycyrcysoftcykcyocy vcy vcy kcyrcyocyvcylcyiecy, mcyocyrcyshchcyicyncyicyscytcyocy scytcysoftcyyucy bcyacyzcyacylcysoftcyncyycykhcy pcyocytcyocykcyocyvcy icy zcy acypcyrcyucyzhcyicyvcyacyncyicyiecymcy scyiecydcyicymcyiecy ncytcyacymcyicy ncyiecy rcyiecygcyucylcyyacyrcyncyycykhcy pcyocytcyocykcyocy vcy vcy kcyrcyocyvcylcyiecy. Kcylcyacyscytcyicychcyiecyscykcyicyjcy fcyacytscyicyjcy kcy rcyocyvcylcyicy ocydcyncyocyjcy icyzcy pcyocydcyscyvcyicy tcy pcyocydcyucyshcyiecychcyncyycykhcy lcyacyvcy, khcyacyrcyacykcytcyiecyrcyicyzcyucyiecymcyycykhcy pcyrcyicyscyucytcyscytcyvcyicyiecymcy pcyucyzcyycyrcysoftcychcyacytcyycykhcy lcyacypcyicylcylcyicy, mcyocyzhcyncyocy pcyrcyiecydcyscytcyacyvcyicytcysoftcy, kcyacy kcy ocybcyrcyacyzcyocyvcyacyvcyshcyicyjcyscyyacy icyzcy pcyocy dcyvcyocydcyncyycykhcy icyzcyvcyiecyrcyzhcyiecyncyicyjcy lcy acyvcyycy vcy mcyiecylcykcyocyvcyocydcysoftcyiecy. Ocyscytcyrcyocyucygcyocy lcysoftcyncyycyiecy fcyrcyacymcyiecyncytcyycy vcy gcyicyacylcyocykcylcyacyscytcyicychcyiecyscykcyocyjcy bcyrcyiecykcychcyicyicy, scyocydcyiecyrcyzhcyacyshchcyiecyjcy ncy iecyzcyncyacychcyicytcyiecylcysoftcyncyycyiecy kcyocylcyicychcy iecyscytcyvcyacy ncyiecyicyzcymcyiecyncyiecyncyncyocygcyocy scyicydcyiecyrcy ocymcyiecylcyacyncyacy, rcyacyscyscymcyacytcyrcyicyvcyacy yucytcy, kcyacykcy scylcyiecydcyscytcyvcyicyiecy mcyiecykhcyacyncyicy chcyiecyscykcyocygcyocy rcyacyzcylcyocymcyacy pcyocydcyucy shcyiecychcyncyycykhcy lcyacyvcy, icylcyicy pcylcyacyscytcyocyvcyycykhcy pcyocytcy ocykcyocyvcy. Pcyocytcyocykcyicy ocytcylcyocyzhcyicylcyicy scysoftcy vcy tcyocypcyocygcyrcyacyfcyicychcyiecyscykcyicykhcy dcyiecy pcyrcyiecyscyscyicyyacykhcy, icyzcymcyiecyncyiecyncyncyycykhcy vcy rcyiecyzcyucylcysoftcytcyacytcyiecy scyiecydcyicymcyiecyncy tcyacytscyicyicy ncyiecyvcyucylcykcyacyncyicychcyiecyscykcy icykhcy ocyscyacydcykcyocyvcy icy rcyicyocylcyicytcyocyvcyycykhcy tcyucyfcyfcyocyvcy dcyocy tcyocygcyocy, kcyacykcy icymcyiecy lcyocy mcyiecyscytcyocy ocybcyshchcyiecyiecy scypcyiecykcyacyncyicyiecy mcyacyscyscyycy. Tcyocyncykcyicyiecy pcyrcyocyscylcyocyicy rcyicyocylcyicytcyocyvcyycykhcy tcyucyfcyfcyocyvcy ocykcy acyzcyycyvcyacyyucytcyscyyacy pcyrcyocyncyicyzcyacyncyncy ycymcyicy pcylcyacyscytcyocyvcyycymcyicy pcyocytcyocykcyacymcyicy.Scy pcyocymcyocyshchcysoftcyyucy vcyucylcykcyacyncyocylcyocygcy icychcyiecyscykcyocygcyocy acyncyacylcyicyzcyacy dcyiecylcy acyiecytcyscyyacy pcyocypcyycytcykcyacy icyncytcyiecyrcypcyrcyiecytcyacytscy icyicy vcytcyocyrcyicychcyncyycykhcy khcyicymcyicychcyiecyscy kcyicykhcy icy mcyicyncyiecyrcyacylcyocygcyicychcyiecyscykcyicykhcy icyzcy mcyiecyncyiecyncyicyjcy, acy tcyacykcyzhcyiecy tcyiecykcytcyocy ncyicychcyiecyscykcyicykhcy ucyscylcyocyvcyicyjcy ocybcyrcyacyzcyocyvcyacyncyicyyacy mcyacygcymcyycy. Ncyicyzcykcyocytcyiecymcypcyiecyrcyacytcy ucyrcyncyycyiecy pcyrcyocytscyiecyscyscyycy dcyicyacygcyiecyncyiecyzcyacy icy, scylcyiecydcyocyvcyacytcyiecylcysoftcyncyocy, rcyiecygcyicyocy ncyacylcysoftcyncyycyjcy mcyiecytcyacymcyocyrcyfcyicyzcymcy ncyicyzcykcyocyjcy scy tcyiecypcyiecyncyicy pcyrcyicyvcyiecylcyicy kcy gcyocyscypcyocydcyscytcyvcyucy pcyacyrcyacygcyiecyncyiecy zcyacy khcylcyocyrcyicytcyacylcysoftcybcyicytcy, mcyiecyscy tcyacymcyicy ecypcyicydcyocytcyacy icy pcyucymcypcyiecylcylcyicyicytcy acy, chcytcyocy ucykcyacyzcyycyvcyacyiecytcy ncyacy tcyiecymcy pcyiecyrcyacytcyucyrcyncyycyjcy mcyacykcyscyicymcyucymcy pcyrcyicymcyiecyrcyncyocy ucy 300° C. Ucydcyiecylcyicylcyicy vcyncyicymcyacyncyicyiecy icy vcyocyzcymcyocyzhcyncyocymcyucy vcylcyicyyacyncyicyyucy vcyycyshchcyiecylcyacychcyicyvcyacyncyicyyacy ncyacy dcyncyiecy mcyocyrcyyacy pcyocyscylcyiecy vcyycybcyrcyocyscyacy icy lcy ocykcyacylcysoftcyncyycymcy gcyicydcyrcyocytcyiecyrcymcyacy lcysoftcyncyycymcy icyzcymcyiecyncyiecyncyicyyacymcy. Dcylcyyacy lcyacyvcy icy bcy rcyiecykcychcyicyjcy pcyocydcyucyshcyiecychcyncyycykhcy lcyacy vcy vcytcyocyrcyocyjcy pcyocydcyscyvcyicytcyycy khcyacyrcyacy kcytcyiecyrcyncyycy ocybcyiecydcyncyiecyncyicyiecy Ca icy Na, a tcyacykcyzhcyiecy zcyncyacychcyicytcyiecylcysoftcyncyocyiecy ncy acykcyocypcylcyiecyncyicyiecy Kcy, pcyrcyicychcyiecymcy khcyicy mcyicychcyiecyscykcyicyiecy icyzcymcyiecyncyiecyncyicyyacy ncyacyicybcyocylcyiecyiecy yacy scyncyocy vcyycyrcyacyzhcyiecyncyycy vcy kcylcyacyscytcyicy chcyiecyscykcyicykhcy pcyocyrcyocydcyacykhcy, kcyocygcydcyacy vcyocydcyacy ocykcy acyzcyycyvcyacylcyacyscysoftcy vcy zcyncyacychcyicytcyiecylcy softcyncyocymcy icyzcybcyycytcykcyiecy pcyocy ocytcyncyocyshcyiecyncyicyyucy kcy ocybcyhardcyiecymcyucy pcyocyrcyocydcyycy. Ecytcyicy pcyocyrcyocydcyycy pcyrcyiecydcyscytcyacyvcylcy yacyyucytcy scyocybcyocyjcy lcyacyvcyycy, kcyocytcyocyrcyycy iecy, rcyacyzcylcyicyvcyshcyicyscysoftcy pcyocy dcyncyucy mcyocyrcyyacy, dcyocylcygcyocyiecy vcyrcyiecy mcyyacy pcyocydcyvcyiecyrcygcyacylcyicyscysoftcy ocykcyicyscylcyicytcyacylcysoftcyncyocymcyucy vcyocyzcydcy iecyjcyscytcyvcyicyyucy mcyocyrcyscykcyocyjcy vcyocydcyycy.Ecykcyscytcyrcyucyzcyicyvcyncyycyiecy, kcyacykcy icy kcylcy acyscytcyicychcyiecyscykcyicyiecy pcyocyrcyocydcyycy kcyocy lcyiecybcylcyyucytcyscyyacy ocytcy mcyacyfcyicychcyiecyscykcyicykhcy bcyacyzcyacylcysoftcy tcyocyvcy, scyocydcyiecyrcyzhcyacyshchcyicykhcy ocylcyicyvcy icyncyocy-scypcyicyncyiecylcylcyicyvcyocy-pcy lcyacygcyicyocykcylcyacyzcyocyvcyycyiecy fcyiecyncyocykcy rcyicyscytcyacylcylcyycy, dcyocy pcyocyrcyocydcy scyrcyiecydcyncyiecygcyocy scyocyscy tcyacyvcyacy, vcy kcyocytcyocyrcyycykhcy gcyocyscypcyocydcy scytcyvcyucyyucytcy pcylcyacygcyicyocykcylcyacyzcyocyvcyycyiecy fcyiecyncyocy kcyrcyicyscytcyacylcylcyycy; zcydcyiecyscysoftcy ocytcymcyiecy chcyacyiecytcyscyyacy ncyicyzcykcyacyyacy kcyocyncytscyiecyncytcyrcyacytscyicyyacy scyocyvcymcyiecyscytcyicymcyycykhcy rcyacyscyscyiecyyacyncy ncyycykhcy ecylcyiecymcyiecyncytcyocyvcy. Vcy vcyucylcykcyacyncyicytcy acykhcy ncyacybcylcyyucydcyacyyucytcyscyyacy ncyacyicybcyocy lcyiecyiecy tcyiecyscyncyycyiecy scyocydcyrcyucyzhcyiecyscytcyvcyacy ecy lcyiecymcyiecyncytcyocyvcy tcyicypcyacy E MORB dcyocy scyrcyiecydcyncyiecyshchcyiecylcyocychcyncyocygcyocy OIB.
Keywords:
本文献已被 SpringerLink 等数据库收录!
设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号