Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1003
Main Title: Magmengenese der obertriassischen bis unterkretazischen Vulkanite der mesozoischen Vulkanzone in der Küstenkordillere von Nord-Chile zwischen 24° und 27°S
Translated Title: The magmatic evolution of the Upper Triassic to the Lower Cretaceous volcanic rocks in the Mesozoic volcanic zone of the northern Chilean Coastal Cordillera between 24° and 27°S
El desarrollo magmático de las rocas
Author(s): Bartsch, Viola
Advisor(s): Franz, Gerhard
Referee(s): Franz, Gerhard
Hillebrandt, Axel von
Kramer, Wolfgang
Granting Institution: Technische Universität Berlin, ehemalige Fakultät VI - Bauingenieurwesen und Angewandte Geowissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Ziel der vorliegenden Arbeit war die Rekonstruktion der vulkanogenen Entwicklung von der oberen Trias bis in die untere Kreide in den mesozoischen, vulkano-sedimentären Abfolgen der nordchilenischen Küstenkordillere zwischen 24° und 27°S. Die geochemischen Untersuchungen haben gezeigt, dass der Vulkanismus über den gesamten Zeitraum durch Subduktion an einem aktiven Kontinentalrand geprägt war. Es handelt sich um Schmelzen asthenosphärischer Mantelquellen, die damit zur Neubildung von kontinentaler Kruste führten und die unterschiedliche Beeinflussungen durch subduktionsbezogene, fluide Phasen und Kontaminationen durch Krustenmaterial erfahren haben. Es ließ sich eine ostwärts gerichtete Migration des Vulkanbogens nachweisen. In der oberen Trias ist die kontinentale Kruste durch Anlagerung von basischem Material im Vergleich zum Jura verdickt. Die Vulkanite der oberen Trias zeichnen sich durch starke Kontamination mit kontinentalem Krustenmaterial, Schmelzbildung in der oberen kontinentalen Kruste und niedrige Kristallisationstemperaturen aus. Extensionsbedingte Krustenverdünnung ist für den unteren Jura bis zum Bajocium im unterschiedlichen Maß charakteristisch. Sie ist mit entsprechenden Tiefen der Magmenkammern und gebietsabhängig mit nur schwacher Assimilation von kontinentalem Krustenmaterial verbunden. Der Einfluss durch subduktionsbezogene, fluide Phasen auf die basischen Magmen ist vergleichsweise gering. Es gibt Hinweise auf eine Förderung der Vulkanite um das Meeresspiegelniveau, die in kontinentale Ablagerungen übergehen. Der mittlere bis ?obere Jura ist durch geringe Krustenmächtigkeit und hohe Kristallisationstemperaturen der Klinopyroxene in geringer Tiefe geprägt. In den Zwischenherden der oberen kontinentalen Kruste kam es zu Mischungen basischer Mantelschmelzen mit basischen und krustalen Schmelzen. Die Kontamination durch kontinentales Krustenmaterial ist regional unterschiedlich ausgebildet: starke Kontamination im Norden (Profil Mina Julia), eine zeitliche Zunahme im hauptsächlich untersuchten Profil Cerro del Difunto und durch die untere Kruste in den östlichen Profilen. Die Vulkanite zeigen keine Hinweise auf eine subaquatische Förderung. Phreatomagmatische Förderprodukte lassen aber eine Nähe zum Meeresspiegelniveau vermuten. In der unteren Kreide kommt es erneut durch Anlagerung von basischem Material an der Kruste-Mantel-Grenze zu größerer Krustenmächtigkeit. Die unterkretazischen Magmen sind durch geringe Kontaminationen durch Material der unteren kontinentalen Kruste, niedrige Kristallisationstemperaturen, hohe Drücke und einen stärkeren Einfluss subduktionsbezogener, fluider Phasen gekennzeichnet. Insgesamt ist im Jura die Kontamination mit kontinentalem Krustenmaterial und der Einfluss durch subduktionsbezogene, fluide Phasen gering. Der Vulkanismus im Jura ist durch das extensionale Regime beeinflusst bzw. getriggert worden.
The aim of the study is the reconstruction of the volcanic evolution from the Upper Triassic to the Lower Cretaceous in the northern Chilean Coastal Cordillera (24° - 27° S) characterized by Mesozoic volcano-sedimentary rocks. Geochemical investigations (major and trace elements, radiogenic isotopes) proved that the volcanism was characterized by a subduction at an active continental margin. The magmas originated in the asthenosperic mantle wedge, created new continental crust and were influenced by subduction related fluids and contaminated by continental crust. An eastward migration of the volcanic arc is proved. In the Upper Triassic the continental crust was thickened by basic underplating, indicated by strong contamination with material from the continental crust, features caused by melting in the upper continental crust, and low temperatures of crystallization. During the Lower to Middle Jurassic crustal thinning in a tensional regime, accompanied by the corresponding depths of the magma chambers, only slight assimilation of the continental crust and only slight influence by subduction related fluids, produced basic magmas. Volcanic eruptions most likely occurred near sea level, changing later to continental deposits. The Middle to Upper Jurassic compared to the Upper Triassic is characterized by thinner crustal thicknesses and by high temperatures of clinopyroxene-crystallization in a shallow crustal level. In numerous intermediate centers located in the upper crust mixing of basic mantle-derived magmas with basic and crustal melts occurred. The degree of crustal contamination varies regionally; with strong contamination in a profile (Mina Julia) in the north, an increase in the mainly investigated profile of Cerro del Difunto towards the Lower Cretaceous, and with lower continental crust contamination in profiles in the east. The volcanic rocks of the Middle to Upper Jurassic show no evidence of subaquatic eruptions. Outcrops of large pyroclastic deposits, also suggest phreatomagmatic volcanic activity at sea level. In the Lower Cretaceous again a crustal thickening was caused by basic underplating at the crust-mantle boundary. The magmas of the Lower Cretaceous are characterized by slight contamination in the lower continental crust, low temperatures - high pressure of crystallization, and a stronger input of subduction related fluids. In general the contamination of the Jurassic volcanic rocks caused by continental crust material and subduction related fluids is low. The volcanism during the Jurassic era is strongly influenced or was triggered by an extensional tectonic regime.
Este estudio pretende reconstruir el desarrollo volcánico del Triásico superior al Cretácico inferior entre 24° y 27°S, en las secuencias mesozoicas volcano-sedimentarias de la Cordillera de la Costa en el norte de Chile. Las investigaciones geoquímicas han derrotado que durante todo el tiempo el volcanismo estuvo caracterizado por la subducción en un margen continental activo. Los magmas del manto astenosférico han conducido a una formación nueva de la sección cortical. También en los magmas hay destintas influencias de fluidos de la subducción y de contaminación cortical. Se puede demonstrar una migración del arco volcánico hacia el este. En comparación al Jurásico en el Triásico superior un underplating de basaltos ha llevado a un engrosamiento cortical. Las rocas volcánicas del Triásico superior están caracterizadas por una fuerte contaminación cortical, magmas originados en la corteza superior y temperaturas bajas de la formación de cristales. Disminuciones corticales debidas a las extensiones en distintos grados son característicos en el Jurásico inferior al Jurásico medio. Van unidos a una profundidad correspondiente de los magmas y en parte débiles asimilaciones de la corteza continental. La influencia de los fluidos de la subducción en los magmas basalticos está insignificante. Hay indicaciones de erupciones cerca del nivel del mar que se convirtieron en depósitos continentales. El Jurásico medio al Jurásico superior en comparación al Triásico superior está caracterizada por una corteza mas fina y por las temperaturas altas de la formación de los cristales de clinopyroxeno en poca profundidad. En numerosas estaciones de los magmas en la corteza superior ha ocurrido una mezcla de los magmas mantos basálticos con fusiones basálticos y corticales. La contaminación cortical está diferente en las diferentes regiones: Se observa una contaminación fuerte en el norte (perfil Mina Julia), una engrosamiento temporal en el perfil principal de Cerro del Difunto y de la corteza inferior en los yacimientos del este. Las rocas vocánicas no echan indicaciones de erupciones subacuáticas, pero las zonas de depósitos piroclásticos permiten concluir que las rocas volcánicas eruptaron cerca de el nivel del mar. En el Cretácico inferior un engrosamiento cortical es debido a un underplating de basaltos en el límite entre la corteza y el manto. Los magmas del Cretácico inferior están caracterizados por una pequeña contaminación cortical inferior, de las temperaturas bajas y presiones altas de la formación de los cristales, y una gran influencia de los fluidos de la subducción. En total la contaminación cortical y la influencia de los fluidos de la subducción están pequeña en las rocas volcánicas del Jurásico. Por eso el volcanismo del Jurásico tiene una gran influencia o es también un producto de un régimen tectónico extensional.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-9033
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/1300
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1003
Exam Date: 14-Jul-2004
Issue Date: 30-Nov-2004
Date Available: 30-Nov-2004
DDC Class: 550 Geowissenschaften
Subject(s): Chile
Jura
Küstenkordillere
La Negra
Subduktion
Vulkanismus
Chile
Coastal Cordillera
La Negra
Subduction
Volcanism
Subducción
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