Jökull


Jökull - 01.01.2019, Síða 84

Jökull - 01.01.2019, Síða 84
Mid-crustal storage and crystallization of Eyjafjallajökull ankaramites, South Iceland Paavo Nikkola1,2,∗, Enikő Bali2,3, Maren Kahl4, Quinten H. A. van der Meer2, O. Tapani Rämö1, Guðmundur H. Guðfinnsson2, and Thorvaldur Thordarson3 1Department of Geosciences and Geography, Geology and Geophysics Research Group, P.O. Box 64, FI-00014 University of Helsinki, Finland 2Nordic Volcanological Center, Institute of Earth Sciences, University of Iceland, Sturlugata 7, 101 Reykjavík, Iceland 3Faculty of Earth Sciences, University of Iceland, Sturlugata 7, 101 Reykjavík, Iceland 4Institut für Geowissenschaften, Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 234-236, 69120 Heidelberg, Germany ∗Correspondence: paavo.nikkola@helsinki.fi https://doi.org/10.33799/jokull2019.69.083 Abstract — Our understanding of the long-term intrusive and eruptive behaviour of volcanic systems is ham- pered by a relatively short period of direct observation. To probe the conditions of crustal magma storage below South Iceland, we have analysed compositions of minerals, mineral zoning patterns, and melt inclusions from two Eyjafjallajökull ankaramites located at Brattaskjól and Hvammsmúli. These two units are rich in composi- tionally diverse macrocrysts, including the most magnesian olivine (Fo88−90) and clinopyroxene (Mg#cpx 89.8) known from Eyjafjallajökull. Olivine-hosted spinel inclusions have high Cr#spl (52–80) and TiO2 (1–3 wt%) and low Al2O3 (8–22 wt%) compared to typical Icelandic chromian spinel. The spinel-olivine oxybarometer implies a moderate oxygen fugacity of ∆logFMQ 0–0.5 at the time of crystallization, and clinopyroxene-liquid thermobarometry crystallization at mid-crustal pressures (1.7–4.2 kbar, 3.0±1.4 kbar on average) at 1120– 1195◦C. Liquid-only thermometry for melt inclusions with Mg#melt 56.1–68.5 and olivine-liquid thermometry for olivine macrocrysts with Fo80.7−88.9 yield crystallization temperatures of 1155–1222◦C and 1136–1213◦C, respectively. Diffusion modelling of compositional zonations in the Brattaskjól olivine grains imply that the Brattaskjól macrocrysts were mobilized and transported to the surface from their mid-crustal storage within a few weeks (at most in 9–37 days). Trends in clinopyroxene macrocryst compositions and the scarcity of plagio- clase indicate that the mid-crustal cotectic assemblage was olivine and clinopyroxene, with plagioclase joining the fractionating mineral assemblage later. In all, the crystal cargoes in the Brattaskjól and Hvammsmúli ankaramites are composed of agitated wehrlitic or plagioclase wehrlitic crystal mushes that crystallized over a large temperature interval at mid-crustal depths. INTRODUCTION In South Iceland, at the southern tip of the Eastern Volcanic Zone (SEVZ), magmatism occurs outside the main zone of plate spreading in three volcanic systems: Eyjafjallajökull, Katla, and Vestmannaeyjar. The SEVZ is the most recently activated volcanic zone in Iceland (younger than 3 Ma; Martin et al., 2011), where mantle-derived magmas intrude rela- tively cold oceanic crust (Flóvenz and Saemunds- son, 1993). Magma batches fractionate comparatively fast under these conditions, as indicated by U-series disequilibria (Sigmarsson, 1996) and the absence of equilibrium phenocryst assemblages (Mattsson and Oskarsson, 2005) in erupted lavas. In Vestmanna- eyjar, the mantle-derived melts have been envisioned to evolve in the crust in isolated, small magma reser- voirs over a large depth range (Furman et al., 1991; Mattsson and Oskarsson, 2005). Seismic, geodetic and petrogenetic studies of the Eyjafjallajökull 2010 eruption have highlighted a multi-tier volcanic plumb- JÖKULL No. 69, 2019 83
Síða 1
Síða 2
Síða 3
Síða 4
Síða 5
Síða 6
Síða 7
Síða 8
Síða 9
Síða 10
Síða 11
Síða 12
Síða 13
Síða 14
Síða 15
Síða 16
Síða 17
Síða 18
Síða 19
Síða 20
Síða 21
Síða 22
Síða 23
Síða 24
Síða 25
Síða 26
Síða 27
Síða 28
Síða 29
Síða 30
Síða 31
Síða 32
Síða 33
Síða 34
Síða 35
Síða 36
Síða 37
Síða 38
Síða 39
Síða 40
Síða 41
Síða 42
Síða 43
Síða 44
Síða 45
Síða 46
Síða 47
Síða 48
Síða 49
Síða 50
Síða 51
Síða 52
Síða 53
Síða 54
Síða 55
Síða 56
Síða 57
Síða 58
Síða 59
Síða 60
Síða 61
Síða 62
Síða 63
Síða 64
Síða 65
Síða 66
Síða 67
Síða 68
Síða 69
Síða 70
Síða 71
Síða 72
Síða 73
Síða 74
Síða 75
Síða 76
Síða 77
Síða 78
Síða 79
Síða 80
Síða 81
Síða 82
Síða 83
Síða 84
Síða 85
Síða 86
Síða 87
Síða 88
Síða 89
Síða 90
Síða 91
Síða 92
Síða 93
Síða 94
Síða 95
Síða 96
Síða 97
Síða 98
Síða 99
Síða 100
Síða 101
Síða 102
Síða 103
Síða 104
Síða 105
Síða 106
Síða 107
Síða 108
Síða 109
Síða 110
Síða 111
Síða 112
Síða 113
Síða 114
Síða 115
Síða 116
Síða 117
Síða 118
Síða 119
Síða 120
Síða 121
Síða 122
Síða 123
Síða 124
Síða 125
Síða 126
Síða 127
Síða 128
Síða 129
Síða 130
Síða 131
Síða 132
Síða 133
Síða 134
Síða 135
Síða 136
Síða 137
Síða 138
Síða 139
Síða 140
Síða 141
Síða 142
Síða 143
Síða 144
Síða 145
Síða 146
Síða 147
Síða 148
Síða 149
Síða 150
Síða 151
Síða 152
Síða 153
Síða 154
Síða 155
Síða 156
Síða 157
Síða 158
Síða 159
Síða 160
Síða 161

x

Jökull

Beinleiðis leinki

Hvis du vil linke til denne avis/magasin, skal du bruge disse links:

Link til denne avis/magasin: Jökull
https://timarit.is/publication/1155

Link til dette eksemplar:

Link til denne side:

Link til denne artikel:

Venligst ikke link direkte til billeder eller PDfs på Timarit.is, da sådanne webadresser kan ændres uden advarsel. Brug venligst de angivne webadresser for at linke til sitet.