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Geologische Rundschau

, Volume 72, Issue 1, pp 207–237 | Cite as

Bamus volcano, Papua New Guinea: Dormant neighbour of Ulawun, and magnesian-andesite locality

  • R. W. Johnson
  • R. P. Macnab
  • R. J. Arculus
  • R. J. Ryburn
  • R. J. S. Cooke
  • B. W. Chappell
Aufsätze

Abstract

Bamus and Ulawun are more than 400 m higher than all other major composite volcanoes in the 1000-km-long Bismarck volcanic arc. The two cones are immediately adjacent to each other and have partly coalesced. This close proximity, their similarity of form, and their positions over the same depths (70–160 km) to the New Britain Benioff zone, could be indications that Bamus and Ulawun have had related, or at least similar, eruptive histories. But there are important differences between the two volcanoes. Bamus is thought to have last erupted some time between 1878 and 1894, whereas Ulawun has erupted at least 17 times since the late nineteenth century. In addition, the rocks of Bamus are distinctly different from those of Ulawun. Mafic rocks are found in the older part of Bamus (including a boninite-like, or magnesian-andesite, lava flow), and the younger rocks of Bamus are low-MgO andesites (the most recent products have the highest SiO2 contents of all the analysed rock samples). In contrast, Ulawun appears to be a uniform pile of basalts and some andesites that have consistently lower amounts of CaO and Zr compared to Bamus rocks. Ulawun basalts are unlikely to represent the parental magmas from which Bamus andesites were derived by simple crystal fractionation, judging by the results of least-squares mixing calculations and the relatively high Zr contents of the Bamus andesites. The magmatic histories of Bamus and Ulawun appear to be unrelated, but because both volcanoes are the highest of all volcanoes in the Bismarck volcanic arc, both may now be susceptible to large-scale gravitational slumping or cauldron subsidence. North- and east-trending lineaments and escarpments on both volcanoes may represent the tectonically controlled scars of former gravitational collapses. Ulawun, in particular, may be at a critical stage because of its great height and steep slopes, and because eruptions in 1978 took place from a new, east-trending (possibly tectonically controlled) fissure low on the eastern flank of the volcano.

Keywords

Benioff Zone High SiO2 Content Composite Volcano Influence Tectonique Cauldron Subsidence 

Zusammenfassung

Bamus und Ulawun überragen mit mehr als 400 m alle anderen Hauptvulkane im 1000 km langen Bismarck-Vulkanbogen. Beide Kegel liegen sich unmittelbar gegenüber und sind teilweise miteinander verbunden. Die enge Nachbarschaft, die Ähnlichkeit in der Morphologie und die gleiche Entfernung (70–160 km) von der New Britain Benioff-Zone können Anzeichen dafür sein, daß Bamus und Ulawun in Beziehung miteinanderstehen oder letztendlich die gleiche eruptive Geschichte haben. Aber es gibt wichtige Unterschiede zwischen beiden Vulkanen. Man nimmt an, daß Bamus zum letzten Mal zwischen 1878 und 1894 ausgebrochen ist, im Gegensatz dazu brach Ulawun 17 mal im späten neunzehnten Jahrhundert aus. Darüber hinaus sind die Gesteine von Bamus deutlich unterschieden von denen Ulawuns. Mafische Gesteine findet man im älteren Teil von Bamus (einschließlich eines Boninit-ähnlichen Gesteins oder magnesiumreiche Andesite und Lavaausflüsse). Die jüngeren Gesteine von Bamus sind magnesiumarme Andesite (die meisten der jüngsten Produkte haben die höchsten SiO2-Gehalte aller analysierten Gesteinsproben). Im Gegensatz dazu scheint Ulawun eine einheitliche Anhäufung von Basalten und einigen Andesiten zu sein, diese haben durchgehend geringere Gehalte an CaO und Zr verglichen mit den Bamus-Gesteinen. Es gilt als unwahrscheinlich, daß Ulawun-Basalte ursprünglich Magma repräsentieren, von dem die Bamus-Andesite durch einfache Kristallfraktionierung stammen, bei der Beurteilung der Ergebnisse von least squares Mischungsberechnungen und den relativ hohen Zr-Gehalten der Bamus-Andesite. Die magmatische Geschichte von Bamus und Ulawun scheint beziehungslos, aber da beide Vulkane die höchsten im Bismarck-Vulkanbogen sind, mögen beide für einen weiträumigen gravitativen Kollaps oder für ein calderaartiges Einsinken empfänglich sein. Nord- und ostverlaufende Lineamente und Steilhänge an beiden Vulkanen können tektonisch kontrollierte Merkmale früherer gravitativer Zusammenbrüche sein. Besonders Ulawun könnte in einem kritischen Stadium sein wegen seiner Höhe und seiner steilen Hänge, und aufgrund jener Ausbrüche, die 1978 von einer neuen ostverlaufenden (möglicherweise tektonisch kontrolliert) Kluft tief an der östlichen Flanke des Vulkans stattfanden.

Résumé

Les monts Bamus et Ulawun s'élèvent à plus de 400 m d'altitude au-dessus de tous les autres volcans importants composites de l'archipel volcanique de Bismarck, qui s'étend sur plus de 1000 km en long. Les deux cônes sont contigus et en partie se confondent. Leur contiguité, leur conformation semblable et leur position à l'aplomb de la même profondeur (70–160 km) de la zone de Benioff de la Nouvelle-Bretagne pourraient indiquer que le Bamus et l'Ulawun ont eu une histoire éruptive apparentée ou au moins semblable. Mais il existe des differences importantes entre les deux volcans. On croit que la dernière éruption du Bamus a eu lieu entre 1878 et 1894, tandis que l'Ulawun a fait éruption au moins 17 fois depuis les dernières années du 19ème siècle. De plus, les roches du Bamus sont de composition nettement differénte de celles de l'Ulawun. On trouve des roches mafiques dans la partie plus ancienne du Bamus (y compris une coulée volcanique qui ressemble à une boninite ou andésite magnésienne) et les roches les plus récents du Bamus sont des andésites à faible teneur en MgO (les produits les plus récents contiennent plus de SiO2 que tous les échantillons jusqu'ici analysés). Par contre, l'Ulawun parait être un amas uniforme de basaltes avec quelques andésites qui contiennent regulièrement moins de CaO et de Zr en comparaison avec les roches du Bamus. Il est peu probable que les basaltes de l'Ulawun représentent les magma-mères d'ôu proviennent les andésites du Bamus par une simple cristallisation fractionnée, à en juger par les calculs du mélange des «moindres carrés» et la quantité relativement élevée de Zr dans les andésites du Bamus. Il n'y a apparemment aucun lien de parenté entre les histoires du magmatisme du Bamus et de l'Ulawun; mais étant donné qu'ils sont les deux volcans les plus hauts de l'archipel volcanique Bismarck, il est possible qu'ils soient maintenant susceptibles d'effondrements par gravité de grande dimension ou de subsidences en caldera. Les linéaments et les escarpements qui s'étendent vers le nord et l'est des deux volcans représentent peut-être les sutures contrôlées par la tectonique d'anciens effondrements par gravité. Surtout l'Ulawun a peut-être atteint une phase critique à cause de sa hauteur et de ses pentes raides, et parce que l'éruption de 1978 dans le flanc inférieur du volcan est sortie d'une fissure en direction de l'est (peut-être sous une influence tectonique).

Краткое содержание

Вулкаты Bamus и Ulawun превышают более, чем на 400 м все дру гие главные вулканы вулканическ ой дуги Бисмарка, прос тирающейся на более, чем 1000 км. Оба конуса распол ожены напосредствен но друг против друга и частично связаны дру г с другом. Близость их, сходство их морфологии и равное расстояние (70– 160км) от зоны Беньоффа Н овой Британии можно рассматривать, как ук азание на то, что оба эт и вулкана связаны, или, покрайне й мере, имеют общую эруп тивную историю образ ования. Но все же между ними имеется бо льшое различие. Счита ют, что Bamus извергался в последний раз между 1878 и 1894 гг, a Ulawun имел 17 извержени й в конце 19-го столетия. Кроме тог о состав пород первог о значительно отличае тся от такового Ulawun'a. Мафически е породы — до подобног о Бониниту материала, или богатых магнием а ндезитов и лавовых по токов включительно — наход ят в более древних отрез ках вулкана Bamus. Более мо лодые породы его — богатые магнием андезиты; бол ьшенство молодых пор од характеризуется самым высоким содерж ание окиси кремния вс ех анализированных пор од. Зато вулкан Ulawun, кажется, составлен единым ско плением базальтов и некторых андезитов, в среднем, по сравнению с первым, с незначительным содержанием СаО и цир кона. Если учесть данн ые рассчетов смесей и ср авнительно высокое содержание ц иркона в андезитах ву лкана Вамиз, кажется мало вероятным, чтобы базальты вулкана Ulawun представляли собой и сходную Магму, из которой прои зошли андезиты вулка на Bamus путем простого фракционирования кр исталлов. Магматичес кая история этих вулканов, кажетс я, не связана друг с друг ом, но, т. к. оба они являю тся наиболее высокими в вулканической дуге, то можно считать, что о ни являются обширным гр авитационным коллапсом, или обвало м, подобным кальдере. Л инеаменты, простирающиеся в дву х направлениях на сев ер и восток, и крутые склоны этих вулканов могли я влятся признаками та кого процесса. Особенно у вулкана при его высот е и крутых склонах мог наступить такой критический момент гравитационн ых сил, что привело к ег о оседанию. Это тем более вероятно, что при изве ржениях в 1978 г образова лась новая глубокая трещина на восточном крыле вулкана, прости рающаяся на восток.

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Copyright information

© Ferdinand Enke Verlag Stuttgart 1983

Authors and Affiliations

  • R. W. Johnson
    • 1
  • R. P. Macnab
    • 2
  • R. J. Arculus
    • 3
  • R. J. Ryburn
    • 4
  • R. J. S. Cooke
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  • B. W. Chappell
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