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The eruptive center of the late quaternary Laacher see tephra

Zusammenfassung

Mindestens 5 km3 phonolithisches Magma wurde vor ca. 11 000 Jahren im Laacher See Becken durch plinianische und phreatomagmatische Eruptionen gefördert. Die Lage der Eruptionszentren im Laacher See Becken, seit über 200 Jahren umstritten, wird im einzelnen begründet. (1) Alle Schichteinheiten der Laacher See Tephra erreichen ihr Mächtigkeitsmaximum im Tuffring am Beckenrand. Eine Ausnahme bilden pyroklastische Stromablagerungen („Trass”) die ihre maximalen Mächtigkeiten in Paläotälern 2 bis 6 km vom Laacher See entfernt erreichen. Drei plinianische Tephralagen zeigen sekundäre Mächtigkeitsmaxima zwischen 12 und 16 km Entfernung vom Laacher See Vulkan. (2) Die Achsen aller Ablagerungsfächer und einzelner Tephralagen laufen im Laacher See Becken zusammen. (3) Die Durchmesser von Bimsklasten und xenolithischen Gesteinsfragmenten nehmen zum Laacher See hin zu. (4) Aus Einschlagsdellen abgeleitete Transportrichtungen ballistischer Blöcke sind Hinweise auf „Abschußpunkte” im Bereich des Laacher See Bekkens. (5) Die Dimension des Laacher See Kraters steht in Einklang mit dem Gesamtvolumen eruptierten Magmas (5,3 km3) und Nebengesteins (0,7 km3). (6) Xenolithische Gesteinsfragmente in den Tephraablagerungen lassen sich Gesteinskomplexen zuordnen, die vor der Eruption im Bereich des Seebeckens angestanden haben. (7) Die Tephraablagerungen sind systematisch von basalen hochdifferenzierten aphyrischen zu einsprenglingsreicheren mafischen Phonolithen am Top zoniert und sind daher wahrscheinlich von einer einzigen chemisch-mineralogisch zonierten Magmasäule eruptiert worden. (8) Innerhalb des Laacher See Beckens hat sich der Hauptkrater im Verlaufe der Eruption von Süden nach Norden verlagert.

Die von früheren Bearbeitern außerhalb des Laacher See Beckens postulierten Eruptionszentren („Auf Schruf“, „Meerboden”, „Frauenkirch”, „Niedermendig”), die bis zu 7 km südlich des Laacher Sees liegen, lassen sich weder empirisch noch theoretisch begründen.

Abstract

About 5 km3 of phonolite magma were erupted 11,000 years ago in the Laacher See area in Plinian and Vulcanian eruptions. The eruptive vents for all tephra, in dispute for over 200 years, must have been located entirely within the Laacher See basin, because: (1) All deposits are thickest in the tuffring surrounding the basin, with one exception: pyroclastic flow deposits are thickest 2 to 6 km away from the rim of the basin having ponded in radial valleys. Three Plinian fallout layers show minor secondary thickness maxima 12 to 16 km east of Laacher See. (2) Axes of all depositional fans and single tephra sheets converge in the Laacher See basin. (3) Diameters of both lithic and pumice clasts reach their maxima in outcrops close to Laacher See volcano. (4) Directions of asymmetric ballistic impact sags indicate the Laacher See basin as source area. (5) The dimension of Laacher See crater roughly corresponds to the erupted volume of phonolitic tephra (5.3 km3 magma DRE) and lithic clasts (0.7 km3). (6) Xenolith types are consistent with an eruptive center within the Laacher See basin. (7) The systematic chemical and mineralogical zonation of the tephra deposits — from highly differentiated aphyric phonolite at the base to highly phyric mafic phonolite at the top — strongly suggests eruption from a single compositionally zoned magma column. (8) Several lines of evidence indicate migration of the main eruptive focus from the south to the north during the later part of the eruption, both vents however being confined within the Laacher See basin.

None of the four additional eruptive centers previously postulated (“Auf Schruf”, “Meerboden”, “Frauenkirch”, “Niedermendig”), located up to 7 km south of Laacher See volcano, is supported by empirical or theoretical evidence.

Résumé

Il y a 11 000 ans, un volume d'environ 5 km3 d'un magma phonolitique a été émis dans la région du Laacher See lors de manifestations de types plinien et phréatomagmatique. Les emplacements des centres d'émission, objets de controverse depuis plus de 200 ans, doivent se situer exclusivement dans le lac du Laacher See, pour les raisons suivantes: (1) Tous les dépôts présentent leur épaisseur maximale dans l'anneau de tuf qui encercle le lac, à une exception près: les coulées pyroclastiques («Trass») atteignent leur plus grande épaisseur dans des paléovallées situées à des distances de 2 à 6 km du Laacher See. Trois couches de projections pliniennes montrent des maxima secondaires à 12–16 km à l'est du Laacher See. (2) Les axes de tous les cônes du débris et des nappes isolées de tephra convergent vers le bassin du lac. (3) La dimension des fragments de ponce et de roches augmente en direction du Laacher See. (4) L'orientation des creux asymétriques dûs aux impacts ballistiques désignent le Laacher See comme «zone de lancement». (5) Le volume du cratère du Laacher See correspond approximativement au volume total des produits phonolitiques (5,3 km3) et des fragments lithiques (0,7 km3) éjectés. (6) Les divers types de fragments lithiques peuvent être rapportés aux complexes rocheux qui occupaient le bassin du Laacher See avant les éruptions. (7) La zonation chimique et minéralogique systematique de dépôts de tephra — depuis une phonolite aphyrique fortement différenciée à la base jusqu'à une phonolite mafique largement porphyrique au sommet — suggère fortement une éruption à partir d'une colonne de magma unique de composition zonée. (8) Plusieurs faits indiquent la migration du foyer d'éruption principal du sud vers le nord durant la dernière période d'activité, les deux orifices étant cependant localisés à l'intérieur du bassin du Laacher See.

Des travaux antérieurs ont admis quatre centres éruptifs situés hors du bassin du Laacher See, jusqu'à 7 km de celui-ci: «Auf Schruf», «Meerboden», «Frauenkirch», «Niedermendig»; il n'existe aucun argument, théorique ou empirique, en faveur de l'existence de ces centres.

Краткое содержание

При плинианской фреа томагматической эру пции, произошедшей пример но 11 000 лет тому назад в бассе йне Лаахского озера, б ыло выбрашено пo-крайней м ере 5 км3 пород фонолитической магм ы. Местонахождение це нтра эрупции в бассейне Лаахского озера, о котором идут с поры уже более 200 лет, уд алось установить только те перь на основании следующег о: 1) Все горизонты басс ейна Лаахского озера дост игают своей наивысшей мощности в кольце туффов но края м бассейна. Исключением являютс я только пирокластиче ские потоки — „Trass“ —, мак симальная мощность которых уст ановлена в палеодолинах, удале нных от самого озера н а 2 до 6-ти км. Три плинианские свиты пирокластичес кого материала имеют максимальную мощнос ть на расстоянии между 12 и 16 км от вулкана Лаахского озера. 2) Оси в сех отложений, идущих вее ром, и отдельные слои пиро кластического матер иала сливаются в Лаахском озере. 3) Диаметр кластитов пемзы и ксе нолитических фрагме нтов пород возрастает по направ лению к бассейну озера. 4) Балл истические углублен ия при ударе выброшенными б локами указывают на то, что ме сто из выброса находи лось в бассейне Лаахского о зера. 5) Размеры кратера Лаах ского озера соответс твуют общему объему эрупти рованной магмы (5,3 км3) и побочных п ород (0,7 км3). 6) Ксенолитич еские фрагменты пород в свитах пирокластиче ского материала разр ешают отнести их к комплекс у пород, накопившемся в бассейне озера до эр упции. 7) Отложения пирокластического м атериала проявляют разделени е на зоны от высшей сте пени дифференцированных афирическнх фонолитов у основани я до богатых включени ями мафических фонолито в в верхних горизонта х; поэтому очень вероят но, что все они произош ли из единой магмы. 8) В бассей не Лаахского озера глав ный кратер перемещал ся во время эрупции с юга на север.

Поэтому принимаемый ранее центр эрупции б ассейна Лаахского озера („Auf Schruf“, „Meerboden“, „Frauenkirch“, „Niedermendig“), распол оженный около 7 км южнее озера, не являет ся ни теоретически, ни эмпирически обоснов анным.

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Bogaard, P.v.d., Schmincke, H.-. The eruptive center of the late quaternary Laacher see tephra. Geol Rundsch 73, 933–980 (1984). https://doi.org/10.1007/BF01820883

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  • Tephra
  • Pyroclastic Flow
  • Fragment Lithiques
  • Eruptive Center
  • Lithic Clast