Istoricul fluxurilor andezite recente

Cuvinte cheie : andesite, fluxuri 1949–1975, Mt. Ngauruhoe, Noua Zeelanda, Rb-Sr, Sm-Nd, Pb-Pb, radioizotopi, petrogeneza, manta epuizata, geneza de magma, contaminare crusta, subductie, amestecare, raporturi radioizotopice mostenite, „varste” conventionale nevalide.

Aceasta lucrare a fost publicata initial in Proceedings of the Quifth Conference International on Creationism, pp. 285-303 (2003) si este reprodusa aici cu permisiunea Bursei Stiintei Creatiei din Pittsburgh.

Introducere

Odata cu dezvoltarea geochimiei izotopilor in ultimii 35-40 de ani, s-a dat seama ca radioizotopii nu pot oferi intotdeauna masuratori de varsta fiabile. S-a descoperit ca lavele recente si istorice, in special pe insulele oceanice, dau „varste radioisotopice incredibil de vechi”. 1, 2, 3 Acest lucru a dus la recunoasterea faptului ca radioizotopii din aceste lave reflecta compozitiile izotopice ale surselor de manta ale acestora labe si orice contaminare crusta magmele s-ar fi putut incorpora in timpul ascensiunii si extruziei.4, 5, 6, 7 Literatura actuala de izocopie izotopica izotopica, care raporteaza un numar tot mai mare de determinari radioizotopice din ce in ce mai exacte si sofisticate, a rafinat doar modelarea mantalei surse si discutii despre originea lor, ignorand in acelasi timp implicatiile evidente pentru determinarile radioizotopice ale „varstei” ale lavelor antice, fiind publicate in aceeasi literatura. Prin urmare, s-a considerat oportun sa se efectueze un studiu geochimic izotopic al unor lave recente care nu au fost cercetate anterior. Au existat doua obiective – explorarea semnificatiei raporturilor radioizotopice in ceea ce priveste petrogeneza lavelor; si, astfel, sa recunoastem implicatiile pentru determinarile radioizotopice ale „varstei” atat pe lavele recente, cat si pe cele vechi.

Aleasa pentru acest studiu a fost Mt. Ngauruhoe, un stratovolcano andezit care creste 2291 m deasupra nivelului marii in cadrul Centrului vulcanic Tongariro din zona vulcanica Taupo, Insula Nordului, Noua Zeelanda (fig. 1) .8, 9 Desi nu este la fel de cunoscut ca vecinul sau activ, Mt. Ruapehu (aproximativ 12 km spre sud), Ngauruhoe este un con impunator, aproape perfect, care se ridica la peste 1000 m deasupra peisajului din jur. Eruptiile de la un crater central cu diametrul de 400 m au construit pantele abrupte (33 °), exterioare ale conului.10, 11

Setare geologica

Zona vulcanica Taupo este un arc vulcanic si bazin marginal al sistemului Taupo-Hikurangi arc-sant (subductie), 13, 14 si este o extensie spre sud pe arcul Tonga-Kermadec in mediul continental al crustei din Insula Nordului din Noua Zeelanda. A fost interpretata ca subductia oblica a placii Pacificului sub placa australiana (fig. 1). Zona se extinde cu aproximativ 300 km nord-nord-est pe Insula Nordului de la Ohakune pana la Insula Alba si are o latime de pana la 50 km in partea centrala, ingustandu-se spre nord si spre sud. Aceasta depresiune vulcanico-tectonica (Depresiunea Taupo-Rotorua15) cuprinde centre vulcanice ritolitice (Rotorua, Okataina, Maroa si Taupo), plus Centrul vulcanic calc-alcalin Tongariro. Acesta din urma face parte dintr-un tanar (<0.

Centrul vulcanic Tongariro se extinde pe o distanta de 65 km sud-sud-vest de lacul Taupo, la capatul sudic al zonei vulcanice Taupo (fig. 1) si este format din patru vulcani mari andesitici – Kakaramea, Pihanga, Tongariro si Ruapehu (fig. 2 ); doua centre mai mici erodate la Maungakatote si Hauhungatahi; un con satelit si fluxurile asociate la Pukeonake; si patru cratere la Ohakune (fig. 2) .17, 18, 19, 20

Majoritatea orificiilor de aerisire se afla aproape de axa unui graben mare, in care rocile vulcanice cuaternare deasupra unui subsol de greywacke mezozoice si sedimente tertiare.21, 22 Defectiuni normale cu tendinta nord-nord-est, cu aruncari de pana la 30 m, care taie vulcanii din graben. Aproape toate orificiile de aerisire active in ultimii 10.000 de ani se afla pe un arc bland, care se extinde la 25 km nord-nord-est de orificiul Rangataua de pe versantii sudici ai Ruapehu prin varful Ruapehu si orificiile de flancare nord, Tama Lakes, Ngauruhoe, Craterul Rosu, Lacul Albastru, si craterele Te Mari. Niciunul dintre aerisirile tinere nu se afla pe defectiile cartografiate, care coboara in cea mai mare parte spre axa grabenului. Linia de aerisire se afla de-a lungul acestei axe, care este considerata a marca o fractura de subsol majora 23, 24, 25 care permite intruziunea digurilor andezite.

Vulcanicele Tongariro se suprapun neconform, cu pietre silozuri marine din Miocenul tarziu, sub Hauhungatahi. O varsta minima pentru debutul vulcanismului este indicata de afluxul de pietricele de andezita in conglomeratele de Pleistocen timpuriu din bazinul Wanganui la sud.26, 27 Wilson si colab. 28 sugereaza o varsta maxima tarzie de 2,0 Ma, bazata pe K- Datarea celei mai vechi vase a conului Hauhungaroa.29 Cele mai vechi vase datate din centrul vulcanic Tongariro sunt andesite hornblende: expuse la Lacurile Tama intre Ngauruhoe si Ruapehu, datate la 0,26 ± 0,003 Ma; din Ruapehu, datat la 0,23 ± 0,006 Ma; si din Kakaramea, datata la 0,22 ± 0,001 Ma (toate datele de potasiu-argon) .30

Vulcanul Tongariro in sine este un mare masiv vulcanic care consta din cel putin douasprezece conuri compuse, dintre care cel mai tanar si cel mai activ este Ngauruhoe. S-a facut o diviziune larga lavas mai vechi (> 20 ka) si mai tinere (<20 ka ).31, 32 Exista o aliniere nord-nord-est a orificiilor mai tinere din Tongariro, deosebit de evidenta intre Te Mari si Ngauruhoe.

Ngauruhoe

Ngauruhoe este cel mai nou con al Centrului vulcanic Tongariro si a activat cel putin 2,5 ka.33, 34, 35 A fost unul dintre cei mai activi vulcani din Noua Zeelanda, cu peste 70 de episoade eruptive din 1839, cand prima eruptie de aburi a fost inregistrata de colonisti europeni.36, 37, 38 Inainte de colonizarea europeana, Maoris a fost martor la multe eruptii de pe munte.39 Primele eruptii de lava vazute de colonisti europeni au avut loc intre aprilie si august 1870, cu doua-trei fluxuri martorii varsand. pe flancurile nord-vestice ale vulcanului la 7,40 iulie, 41 In urma acestui eveniment, au existat eruptii piroclastice (cenusa) la fiecare cativa ani, cu activitate exploziva majora in aprilie-mai 1948.42

Urmatoarea extrudare de lava a avut loc in februarie 1949, incepand brusc cu expulzarea blocurilor incandescente, iar o serie de blocuri fierbinti si cenusa curg pe versantii nord-vestici pe 9 februarie, 44. 44 Subcraterul sudic s-a umplut cu lava, care pana la sfarsitul zilei 10 februarie curgea pe partea cea mai joasa a jantei si pe pantele nord-vestice ale conului. Pana pe 12 februarie fluxul incetase. Urmatoarea cartografiere si-a plasat volumul la aproximativ 575.000 m3 (fig. 3) .48, 49 Au urmat alte eruptii piroclastice (cenusa) explozive, ajungand la maxim in perioada 19–21 februarie. Eruptiile s-au incheiat pe 3 martie.

Eruptia din 13 mai 1954 pana la 10 martie 1955 a inceput cu ejectarea exploziva de cenusa si blocuri. Lava cu rosu fierbinte a fost observata in crater cu cinci luni inainte.50, 51 Eruptia a fost remarcabila pentru volumul mare estimat de aproape 8 milioane m3 de lava care apoi a iesit din crater din iunie pana in septembrie 1954 si s-a pretins a fi cel mai mare flux de lava observat in Noua Zeelanda (adica de colonisti europeni) .52,53 Lava a fost de fapt expulzata din crater intr-o serie de saptesprezece fluxuri distincte la urmatoarele date: 54, 55

• 4, 30 iunie;
• 8, 9, 10, 11, 13, 14, 23, 28, 29, 30 iulie;
• 15 august (?), 18; si
• 16, 18, 26 septembrie.

Fig. 3 prezinta distributia acelor fluxuri de lava din 1954 care sunt inca capabile sa se distinga pe versantii nord-vestici si vestici ai Ngauruhoe. Toate fluxurile au fost de lava (la fel ca fluxul din 11 februarie 1949), caracterizat prin suprafete ascutite, zimtate, sclipite, alcatuite din blocuri de lava congelata. Fluxurile de lava au fost relativ vascoase, unele observandu-se la sferturile apropiate avansand incet cu o viteza de aproximativ 20 cm pe minut.61, 62, 63 Fluxul de 18 august avea mai mult de 18 m si inca inca cald aproape un an dupa ce a fost erupt. Eruptii explozive intermitente si izvoare de lava spectaculoase in iunie si iulie 1954 au construit un con de spargator si cernere in jurul subcraterului sudic, modificand varful vestic al muntelui. Activitatea a scazut timp de doua luni dupa ultima scurgere de lava pe 26 septembrie, dar a crescut din nou in perioada decembrie 1954 si ianuarie 1955, cu izvor de lava si multe eruptii piroclastice (cenusa) extrem de explozive. Ultima explozie de cenusa a fost raportata la 10 martie 1955, dar lava rosie-calda a ramas in crater pana in iunie 1955.64, 65

Dupa eruptia din 1954–1955, Ngauruhoe a aburit semi-continuu, cu numeroase mici eruptii de cenusa derivate din resturile de ventilatie cominute. Ejectele incandescente au fost observate in ianuarie 1973, iar cenusa care contine fragmente de andezit sticloase juvenile a izbucnit in decembrie 1973.66 Eruptii extrem de explozive asemanatoare Canonului, in ianuarie si martie 1974, cea mai mare din 1954-1955, a aruncat cantitati mari de cenusa si blocuri incandescente, unul dintre care a fost raportat ca cantarind 3.000 de tone si aruncat 100 m.67, 68 de avalanse piroclastice au iesit de la baza coloanelor mari de eruptie convectanta, pe versantii vestici si nordici ai conului; iar craterul a devenit considerabil mai slab.69, 70

O serie de explozii similare, dar mai violente, au avut loc pe 19 februarie 1975, insotite de valuri de soc atmosferice vizibile si nori de condensare vizibile.71, 72, 73, 74 Cenusa si blocuri de pana la 30 m de peste au fost expulzate si imprastiate pe o raza de 3 km de varf. Seria de noua eruptii individuale, de tip canon, au urmat o perioada de 1,5 ore de emisie voluminoasa de flux de gaze, care a format o pluma de eruptie convectanta intre 11 km si 13 km inaltime.75, 76, 77 Exploziile au avut loc la 20–60 intervale minute pentru mai mult de cinci ore. Numeroase avalanse piroclastice au fost, de asemenea, generate de caderea din coloana de eruptie continua. Erau un amestec turbulent de cenusa, bombe si blocuri mai mari, care se rostogoleau rapid pe laturile Ngauruhoe cu aproximativ 60 km pe ora.78, 79 Depunerile din aceste avalanse si exploziile ulterioare s-au acumulat sub forma de foi de resturi in vale la baza conului, dar nu s-au extins peste 2 km de varf. Se estimeaza ca un volum minim de 3,4 milioane m3 de material piroclastic a fost erupt in secventa de eruptie de sapte ore in ziua respectiva.80 ​​Fig. 3 arata locatia acestor depozite de avalansa.

Nu au existat eruptii din februarie 1975. O pluma de aburi sau gaze a fost adesea vazuta deasupra varfului vulcanului timp de mai multi ani, in timp ce fumarolele puternice din partea inferioara a craterului au evacuat gaze fierbinti. Temperatura acestor fumarole din podeaua craterului s-a racit constant din 1979, ceea ce sugereaza ca aerisirea principala a fost blocata.

Colectie de mostre

Lucrarile pe teren si colectarea esantioanelor au fost intreprinse in ianuarie 1996. Zona Ngauruhoe a fost accesata de pe autostrada de stat 47, pe drumul Mangateopopo. Din zona de parcare de la capatul drumului a fost urmata traseul de mers pe Valea Mangateopopo pana la baza conului Ngauruhoe. De acolo, fluxurile de lava recente de culoare inchisa erau clar vizibile si usor de identificat impotriva portiunilor mai vechi de culoare mai deschisa ale versantilor nord-vestici (fig. 3).

Au fost colectate unsprezece probe de 2-3 kg – doua din 11 februarie 1949, 4 iunie 1954 si 14 iulie 1954 curgatoare de lava si din 19 februarie 1975 depozite de avalansa; iar trei din 30 iunie 1954 curg lava. Locatiile esantionului sunt marcate pe Fig. 3. S-a avut grija sa se asigure identificarea corecta a fiecarui flux de lava si ca esantioanele colectate au fost reprezentative pentru fiecare flux si pentru orice variatii ale texturilor si fenocristelor din lave.

Lucrari de laborator

Toate probele au fost trimise mai intai pentru sectionare – o sectiune subtire din fiecare proba. Acestea au fost ulterior examinate cu atentie la un microscop petrografic si au fost inregistrate mineralogia si texturile lor. Un set de piese reprezentative din fiecare esantion (aproximativ 100 g) a fost apoi trimis la Laboratorul AMDEL din Adelaide, Australia de Sud, pentru analize ale rocilor intregi, urme si pamanturi rare. Un set reprezentativ (50–100 g din fiecare proba) a fost, de asemenea, trimis la Laboratoarele Geochron din Cambridge (Boston), Massachusetts, pentru intalnirea cu potasiu-argon (K-Ar) cu roca intreaga.81 Un al treilea set reprezentativ (50–100 g din zece probe – doua probe de la fiecare flux) au fost trimise Laboratorului PREMIUL in Scoala de Cercetare a Stiintelor Pamantului de la Universitatea Nationala Australiana din Canberra, Australia, pentru determinari izotopice Rb-Sr, Sm-Nd si Pb-Pb. .

La laboratorul AMDEL fiecare proba a fost zdrobita si pulverizata. Analizele cu roca intreaga au fost efectuate prin fuziunea totala a fiecarei probe pulverulente si apoi digerarea lor inainte de ICP-OES (plasma cuplata inductiv – spectrometrie de emisie optica) pentru elemente majore si minore si ICP-MS (plasma cuplata inductiv – spectrometrie de masa) pentru urmarire si elemente de pamant rare. Fe a fost analizat pentru elementele majore de catre ICP-OES ca Fe2O3 si raportat in consecinta. In plus, au fost efectuate analize separate pentru Fe ca FeO prin metode de chimie umeda, care au fost utilizate si pentru a masura pierderea la aprindere (in principal continut de H2O). Limita de detectie a tuturor oxizilor elementelor majore a fost de 0,01%. Pentru elementele minore si urme, limitele de detectie variau intre 0,5 si 20 ppm, iar pentru elementele de pamant rare intre 0,5 si 1 ppm.

Analizele izotopice Rb-Sr, Sm-Nd si Pb-Pb au fost intreprinse la Laborator PRIZE sub conducerea Dr. Richard Armstrong. Nu a fost furnizat laboratorului nici o locatie specifica a probei sau informatii privind varsta preconizata, desi esantioanele au fost descrise drept site-uri tinere, astfel incat personalul laboratorului sa optimizeze procedura de preparare a probelor pentru a obtine cele mai bune rezultate analitice. La laborator, piesele de proba au fost zdrobite si pulverizate, apoi dizolvate in acid hidrofluoric concentrat, urmate de procedurile standard de separare a substantelor chimice pentru fiecare dintre aceste sisteme izotopice. Odata separati, elementele din fiecare sistem izotopic au fost incarcate prin proceduri standard pe filamente metalice pentru a fi utilizate in spectrometrul de masa cu ionizare termica cu sursa solida (TIMS), tehnologia de ultima generatie folosita in acest laborator. Izotopii Sr au fost masurati folosind corectia de fractionare a masei 86Sr / 88Sr = 0,1194. Raporturile 87Sr / 86Sr raportate au fost normalizate la valoarea SRS 987 a standardului BNS 0,710207. Izotopii Nd au fost corectati pentru fractionarea in masa folosind 146Nd / 144Nd = 0,7219 si au fost normalizati la valoarea actuala 143Nd / 144Nd de 0,51268 pentru BCR-1. Raporturile de izotop Pb au fost normalizate la standardul BNS SRM 981 pentru fractionarea in masa.

Petrografie si chimie

Clark82 a raportat ca cele mai multe fluxuri de la Ngauruhoe sunt labradorit-piroxen andezit cu fenocriste de plagioclaza (labradorit), hiperstenen si augite rare intr-un sistem hialopilitic (microlite asemanatoare acului, intr-o mezostaza sticloasa) care contine magnetita abundenta. Cu toate acestea, toate blocurile de lava, lapilli si incandescente care au fost analizate in urma eruptiilor din secolul XX contin si olivina; astfel incat chimic pot fi clasificate ca andezite cu silice joasa (sau bazaltica) (folosind schema de clasificare a Gill83). Analizele publicate anterior84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91 arata doar modificari banale in compozitia lavelor si a piroclastelor intre 1928 si 1975. De fapt, andezitele din 1954 si 1974 sunt atat de asemanatoare cu Nairn et al.

Tabelul 1 prezinta analizele elementelor principale, ale urmelor si ale pamantului rar ale rocilor intregi ale celor 11 probe colectate in acest studiu. Comparatia acestor date pentru fiecare flux cu datele Ngauruhoe corespunzatoare publicate93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100 indica faptul ca, in chimiile lor in vrac, toate esantioanele analizate (si astfel toate fluxurile) sunt practic identice unele cu altele , diferentele banale, chiar si in urma urmelor si elementelor rare ale pamantului, fiind atribuite statisticilor erorilor analitice, esantionarii si variatiilor naturale. Astfel, nu este nejustificat sa concluzionam ca aceste andezite bazaltice sunt cogenetice, provenind din aceeasi camera magma si magma, chiar daca s-a observat ca acestea provin din acelasi vulcan.

Cu toate acestea, Nairn si colab.101 au sugerat ca, chiar daca lavasele din 1949 si 1954 erau ambele andezite purtatoare de olivina, analizele acestora au aratat ca lavele din 1954 sa fie putin mai de baza decat lava din 1949, cu MgO, CaO si fier total usor mai ridicate. oxizi, dar scade SiO2 si alcaline. Totusi, aceste tendinte nu sunt duplicate cu nicio importanta statistica in rezultatele analitice ale acestui studiu (tabelul 1). Cel putin acestia au descoperit ca analizele lor despre blocurile si bombele de lava din 1974 erau identice in limitele de eroare cu lavele din 1954, fapt care a fost justificat si in acest studiu in ceea ce priveste materialul avalanselor din 1975 si lava din 1954 (tabelul 1).

Clark102 si Cole103 au recunoscut cinci tipuri de lava in Centrul vulcanic Tongariro pe baza proportiilor modale ale mineralelor fenocriste. Graham104 a modificat aceasta schema in sase tipuri pe baza unei combinatii de mineralogie si chimie, dar, avand in vedere chimia in vrac uniforma si petrologia, aceste lava Ngauruhoe se grupeaza impreuna ca andagiit plagioclaza-piroxen din „Tip 1.” al lui Graham. Cole si colab.105 au descris lavele „Tip 1” drept volumetric dominante in cadrul Centrului vulcanic Tongariro si ca prezentand tendinte chimice coerente cu un continut de silice in crestere. Sunt relativ bogate in Fe si urmeaza o tendinta tipica calc-alcalina in diagrama AFM.

Adaptarea terminologiei Gill, 106 laba Ngauruhoe sunt descrise drept andezite de baza (53-58% in greutate SiO2) .107 Desemnarea lor ca andezite plagioclax-piroxenice se bazeaza pe fenocristile predominanti prezenti, cu plagioclaza mai mare sau egala cu piroxenul. Proportia fenocristilor fata de masa si proportiile minerale diferite dintre fenocriste, in esantioanele colectate pentru acest studiu seamana foarte mult cu cele din esantioane raportate din aceleasi fluxuri108, 109

Toate probele din cele cinci fluxuri de lava examinate in acest studiu prezinta o textura porfritica, cu fenocriste (pana la 3 mm in lungime), in valoare constanta de 35-40% in volum. Asamblarea fenocristului este dominata (2: 1) de plagioclaza, dar ortopiroxenul si augita (clinopiroxenul) sunt intotdeauna componente majore, in timp ce olivina si magnetita sunt prezente doar in cantitati. Acest ansamblu de fenocristi POAM (plagioclase-olivina / ortopiroxen-augit-magnetit) este o mineralogie anhidra tipica.110 Masa de baza este formata din microlite de plagioclaza, ortopiroxen si clinopyroxene si este aglomerata cu granule minute de magnetita si / sau oxizi de Fe-Ti. . Sunt prezente, de asemenea, cantitati mici (9-10%) de sticla maro transparenta (acid-reziduu),

Steiner111 a subliniat ca xenolitul este un element comun al lavelor Ngauruhoe din 1954, dar a remarcat, de asemenea, ca Battey112 a raportat ca lava Ngauruhoe din 1949 era bogata in xenoliti. Toate probele din acest studiu au continut xenolitici, inclusiv cele din materialul avalansei din 1975. Cu toate acestea, multe dintre aceste agregate sunt descrise mai precis ca glomerocristi si noduli mafic (gabbro, websterite) Graham, Cole, Briggs, Gamble si Smith.113 Sunt de 3–5 mm, au, in general, texturi hipidiomorfe-granulare si constau in plagioclaza, ortopiroxena si clinopiroxena in proportii variate si foarte ocazional olivina. Adevaratii xenoliti sunt adesea rotunjiti si invariabil constau din material cuartos fin. Steiner114 a descris, de asemenea, xenolite mult mai mari de compozitie quartzo-feldspatica si structura gneisica relicva.

Fenocristele plagioclazice au fost inregistrate ca variaza in compozitie de la An89 la An40 (andezina pana la localitate), dar in Ngauruhoe lavasele sunt de obicei labradorit (An68-55). Sunt subedrice si prezinta in mod obisnuit zonare oscilatorii complexe, cu o tendinta generala de la miezurile calcice la jantele sodice.115, 116, 117 Jantele exterioare subtiri sunt, de obicei, similare in mod compozitional cu microlitele de sol. Structurile de infratire si de clepsidra sunt comune.

Ortopiroxenul predomina (> 2: 1) peste clinopiroxen. Ortopiroxenul subedric-euedric este de obicei pleochroic si uneori zonat. Compozitiile variaza de la Ca4Mg74Fe22 pana la Ca3Mg47Fe50,118, 119, dar analizele reprezentative in vrac si partiale ale ortofiroxenelor Ngauruhoe120, 121, 122 indica o compozitie hiperstenica, care este confirmata prin determinari optice. compozitiile prezinta o gama restransa de Ca43Mg47Fe10 pana la aproximativ Ca35Mg40Fe25, toate fiind augite.125, 126

Prezenta olivinei este puternic magneziana, analizele indicand o zonare compozitionala de la Fo88 la Fo78. Magnetita prezenta in masa de sol este titanomagnetita, judecand dupa cantitatea de TiO2 prezenta in analizele cu roca intreaga (tabelul 1), dar este posibil ca o ilmenita sa apara sporadic in asociere cu aceasta.127, 128

Dupa cum sa mentionat deja, datele privind elementele de urmarire si de pamanturi rare din tabelul 1 indica faptul ca toate aceste probe (si astfel toate fluxurile) sunt practic identice unele cu altele, diferentele minore fiind atribuibile statisticilor erorilor analitice, esantionarii si variatiilor naturale, si astfel sunt banale. Aceste date sunt, de asemenea, comparabile cu datele publicate.129, 130, 131, 132 Asa cum au mentionat Graham si Hackett, in aceste „tip 1” sau in andezitele plagioclasa-piroxen Cr si Ni urmeaza o tendinta similara cu cea a MgO, astfel incat in ​​esantioane unde concentratia de MgO este mai mica, concentratiile de Cr si Ni sunt, de asemenea, mai mici, in timp ce concentratia de Al2O3 este mai mare, reflectand mai putin olivina si piroxen la aceste probe. Rapoartele K / Rb variaza de la 313 la 381 (in medie 343) si se incadreaza in intervalul si in medie, din raporturile pentru andesitele plagioclaza-piroxenice raportate de Cole.133 Atat Rb cat si Ba sunt, cum era de asteptat, inrudite pozitiv cu K. In mod similar, Sr este corelat pozitiv cu Ca, iar raporturile Ca / Sr variaza de la 268 la 481 (medie 349 ), care se potriveste cu datele publicate.134 Pe de alta parte, continutul Zr al acestor fluxuri de lava variaza intre 80 si 100 ppm (in medie 85 ppm), ceea ce este mai mic decat datele publicate pentru andezitele plagioclaza-piroxen; in timp ce Cu este cuprinsa intre 22 si 180 ppm, care este mai mare decat datele publicate. care este mai mica decat datele publicate pentru andezitele plagioclaza-piroxenice; in timp ce Cu este cuprinsa intre 22 si 180 ppm, care este mai mare decat datele publicate. care este mai mica decat datele publicate pentru andezitele plagioclaza-piroxenice; in timp ce Cu este cuprinsa intre 22 si 180 ppm, care este mai mare decat datele publicate.

Modelele de distributie geochimice normalizate ale oligoelementelor in aceste fluxuri de lava arata imbogatirea caracteristica a elementelor mari de litofile cu ioni (LILE), cum ar fi Sr, K, Rb, Ba si Th, si epuizarea elementelor de rezistenta la camp mare (HFSE), cum ar fi Nb, P, Zr, Ti si Y, in labe calcaro-alcaline in comparatie cu bazalele normale (N), de bazin de coasta (MORB) .135 Esantioanele din aceste fluxuri de lava arata, de asemenea, imbogatirea elementelor rare din pamant. sa valorizeze chondrite si sa demonstreze o imbogatire mai mare a elementelor usoare de pamanturi rare (LREE) decat elementele grele de pamanturi rare (HREE), identice cu datele publicate.136 Aceste andezite plagioclaspiroxene au, de asemenea, toate anomalii Eu negative.

Sistemul de izotopi K-Ar

Snelling137 a raportat ca a obtinut „varstele” modelului K-Ar pentru aceste aceleasi mostre din Mt. recente. Fluxurile de andezit Ngauruhoe sunt cuprinse intre 0,27 si 3,5 Ma. Astfel de rezultate au fost asteptate, intrucat nu sunt obtinute de obicei date semnificative din fluxurile de lava istorice, ceea ce este recunoscut in literatura stiintifica standard.138, 139 Aceste „date” nu au putut fi reproduse, chiar si din divizari ale acelorasi probe din acelasi flux. Aceasta aparenta inconsecventa indica doar variatia continutului in exces de 40Ar * (radiogenic 40Ar). Intr-adevar, se preconizeaza adesea contaminarea cu Ar la concentratii atat de scazute, dar aceasta problema de exces de 40Ar * in fluxurile de lava istorica este inca bine documentata in literatura de specialitate. S-a ajuns la concluzia ca acest exces de 40Ar * a fost mostenit de aceste magme in timpul genezei lor in mantaua superioara si, prin urmare, nu are o semnificatie de varsta.

Sr-Nd-Pb Geochimie izotopica

Rezultatele analizelor izotopice Rb-Sr, Sm-Nd si Pb-Pb sunt enumerate in tabelul 2. Valorile epsilon (ε) sunt o masura a abaterilor raporturilor izotopice la probe de la valoarea asteptata intr-o uniforma rezervor.140 In tabelul 2 au fost calculate valorile epsilon atat pentru izotopii Sr cat si pentru Nd, comparand raporturile izotopice actuale, masurate in aceste probe cu raporturile izotopice actuale ale mantalei epuizate, sursa postulata a magmelor. Valorile pozitive ale epsilonului implica faptul ca aceste roci au raporturi mai mari de 87Sr / 86Sr si 143Nd / 144Nd decat cele din regiunea sau sursele epuizate ale magmelor din care s-au racit.141 Calcularea valorilor epsilon pentru esantioane individuale poate fi un test de cogenicitate sau contaminare in esantioane sau poate fi o masura a masurii in care magmele, cand s-au racit pentru a forma rocile, s-au fractionat in raport cu sursele lor de manta epuizate. Notarea TDM se refera la varstele modelului de manta epuizate calculate din raporturile de izotopi Nd si reprezinta o masura a duratei de timp in care fiecare esantion a fost separat de mantaua din care a fost initial.142 Trebuie retinut ca baza din aceste calcule de varsta model este o presupunere despre compozitia izotopica a regiunii sursa a mantalei din care au fost derivate initial magmele care s-au racit pentru a forma aceste probe. Retineti ca varstele modelului de manta epuizate calculate pentru aceste fluxuri de lava recente sunt cuprinse intre 724,5 Ma si 1453,3 Ma. Notarea TDM se refera la varstele modelului de manta epuizate calculate din raporturile de izotopi Nd si reprezinta o masura a duratei de timp in care fiecare esantion a fost separat de mantaua din care a fost initial.142 Trebuie retinut ca baza din aceste calcule de varsta model este o presupunere despre compozitia izotopica a regiunii sursa a mantalei din care au fost derivate initial magmele care s-au racit pentru a forma aceste probe. Retineti ca varstele modelului de manta epuizate calculate pentru aceste fluxuri de lava recente sunt cuprinse intre 724,5 Ma si 1453,3 Ma. Notarea TDM se refera la varstele modelului de manta epuizate calculate din raporturile de izotopi Nd si reprezinta o masura a duratei de timp in care fiecare esantion a fost separat de mantaua din care a fost initial.142 Trebuie retinut ca baza din aceste calcule de varsta model este o presupunere despre compozitia izotopica a regiunii sursa a mantalei din care au fost derivate initial magmele care s-au racit pentru a forma aceste probe. Retineti ca varstele modelului de manta epuizate calculate pentru aceste fluxuri de lava recente sunt cuprinse intre 724,5 Ma si 1453,3 Ma. 142 Trebuie amintit ca baza acestor calcule de varsta model este o ipoteza despre compozitia izotopica a regiunii sursa a mantalei din care au fost initial derivate magmele care s-au racit pentru a forma aceste probe. Retineti ca varstele modelului de manta epuizate calculate pentru aceste fluxuri de lava recente sunt cuprinse intre 724,5 Ma si 1453,3 Ma. 142 Trebuie amintit ca la baza acestor calcule de varsta model este o ipoteza despre compozitia izotopica a regiunii sursa a mantalei din care au provenit initial magmele care s-au racit pentru a forma aceste probe. Retineti ca varstele modelului de manta epuizate calculate pentru aceste fluxuri de lava recente sunt cuprinse intre 724,5 Ma si 1453,3 Ma.

Deoarece aceste probe provin din fluxuri de lava recente (doar 28 – 54 de ani), raporturile de izotopi ale acestor probe nu ar fi trebuit sa ofere informatii despre varsta. Cu toate acestea, a fost inca efectuata o analiza amanuntita a datelor pentru a testa orice informatii „de varsta” pe care le-ar putea furniza. Diagrama selectiva a datelor produce anumite izocroni aparent valide, cum ar fi un iocron Rb-Sr in 5 puncte care produce o varsta aparenta de 133 ± 87 Ma si un i-sincron Sm-Nd in 5 puncte care produce o varsta aparenta de 197 ± 160 Ma. Statisticile privind „bunatatea de potrivire” pentru aceste doua izochroni produc valori scazute ale MSWD de 0,97 si respectiv 0,82 (patrat mediu de deviatii ponderate – o masura a raportului de imprastiere observata de la linia cea mai potrivita la imprastierea asteptata din erorile atribuite si corelatii de eroare). In orice caz, probabilitatile ca aceste potriviri sa fie semnificative sunt doar moderate, iar marjele de eroare atribuite pe fiecare dintre raporturile izotopice determinate pentru a constrange ajustarile sunt intolerabil de mari, rezultand marje de eroare finale care depasesc 50% din varstele aparente de izochinc. Astfel, o astfel de manipulare selectiva a datelor nu este doar inselatoare, ci complet lipsita de sens. Cu toate acestea, rezultate mai bune aparente pot fi obtinute cu datele izotopice Pb, un iocron in 7 puncte producand o varsta de 207Pb-206Pb de 3908 ± 390 Ma. Statisticile acestei incadrari sunt mult mai bune, cu mici marje de eroare pentru fiecare punct de date si o valoare rezonabila MSWD de 1,07, dar probabilitatea potrivirii este doar moderata si acest izochron aparent are intercepte cu curba de crestere a izotopului Pb la -92 Ma. si 3921 Ma. Pentru comparatie, datele izotopice Pb produc, de asemenea, o linie de 9 puncte 208Pb-206Pb care se potriveste cel mai bine cu o valoare scazuta a MSWD de 0,45 si o probabilitate ridicata de 0,87. Astfel, aceste rezultate par sa aiba o anumita validitate si semnificatie pentru acestea, ceea ce implica o anumita semnificatie pentru aceste tendinte in datele izotopice Pb.

Discutie

Andezitele zonei vulcanice Taupo prezinta caracteristici compozitionale ale lavelor de arc continental la nivel mondial, 145 si este, prin urmare, probabil ca acestea au fost generate de procese similare, si anume diferentierea magmelor bazaltice derivate de manta.146 Studii petrografice ale bazalelor zonei vulcanice Taupo a sugerat lui Gamble et al.147 ca procesele de fractionare si acumulare a cristalelor ar putea reprezenta o mare parte din diversitatea observata in compozitiile lor cu element major. Ei au ajuns la concluzia ca magmele bazaltice parentale trebuie sa fie in mare masura asemanatoare intre ele si, prin urmare, o mare parte din diversitatea observata in andezite poate fi atribuita proceselor secundare, deoarece magmele urcau prin sisteme complexe de canalizare in manta si crusta sub acest arc vulcanic. Desi magiile andezitice primare au fost postulate pentru unele arcuri vulcanice, 148 si unele studii experimentale indica faptul ca magmele andezitice pot fi generate din peridotita hidratata in manta de deasupra zonelor de subductie, 149, 150, acum este in general de acord ca acest mecanism nu explica originea si formarea majoritatii andezitelor din Taupo Volcanic Zona, incluzand aceste fluxuri recente de andesite la Mt. Ngauruhoe. Putine daca oricare dintre aceste andezite au atributele necesare (olivina cu o compozitie mai mare decat Fo90, Cr mare, Ni si Mg, plus continut scazut de fenocrist) au fost derivate direct dintr-o magma andezita generata in manta. Cole151,

Intr-una din primele investigatii despre petrogeneza acestor roci vulcanice ale zonei vulcanice Taupo, nu numai ca au fost analizate lavele si piroclasticele, ci si greisii, pietrisurile si sisturile interbede de la Permian pana la Jurasic, care sunt legate spatial si care stau la baza vulcanicii si, prin urmare, au fost considerate o sursa potentiala de contaminare crusta.154, 155 Folosind abundenta Sr, Rb, K, U si Th in aceste roci si raporturile lor 87Sr / 86Sr, s-a ajuns la concluzia ca datele sunt cele mai consistente cu producerea andezitelor prin asimilarea partiala a materialului sedimentar de catre o magma bazaltica derivata din mantaua superioara; greywackes-urile adiacente, pietrisurile si sisturile sunt materialul sedimentar cel mai probabil; si xenolitele gneisice neasimilate reprezentand probabil rocile subsolului la acele sedimente. Cole et al.156 au descoperit ca geochimia elementului de pamant rar al andezitelor a sugerat magmele de andezita au fost generate in panza superioara a mantalei asociate cu placa de subductare a placii Pacificului de sub placa australiana (fig. 1, insert), dar unele cruste a avut loc si contaminarea. Intr-adevar, exista mai multi indicatori care sugereaza ca andezitele au suferit o contaminare crusta inainte de eruptie. Acestea includ aparitia frecventa a xenolitelor cruste, 157, 158 raporturi crescute si corelate de izotopi stabile si corelate, 159, 160, 161 si continuturi de LILE relativ imbogatite, semnificativ mai mari decat cele preconizate numai de procesele de fractionare a cristalelor.162, 163 156 a descoperit ca geochimia elementelor de pamanturi rare ale andezitelor sugera magmele de andezita au fost generate in panoul superior al mantei, asociat cu placa de subductare a placii Pacificului de sub placa australiana (fig. 1, insertie), dar a avut loc si o contaminare crustala. Intr-adevar, exista mai multi indicatori care sugereaza ca andezitele au suferit o contaminare crusta inainte de eruptie. Acestea includ aparitia frecventa a xenolitelor cruste, 157, 158 raporturi crescute si corelate de izotopi stabile si corelate, 159, 160, 161 si continuturi de LILE relativ imbogatite, semnificativ mai mari decat cele preconizate numai de procesele de fractionare a cristalelor.162, 163 156 a descoperit ca geochimia elementelor de pamanturi rare ale andezitelor sugera magmele de andezita au fost generate in panoul superior al mantei, asociat cu placa de subductare a placii Pacificului de sub placa australiana (fig. 1, insertie), dar a avut loc si o contaminare crustala. Intr-adevar, exista mai multi indicatori care sugereaza ca andezitele au suferit o contaminare crusta inainte de eruptie. Acestea includ aparitia frecventa a xenolitelor cruste, 157, 158 raporturi crescute si corelate de izotopi stabile si corelate, 159, 160, 161 si continuturi de LILE relativ imbogatite, semnificativ mai mari decat cele preconizate numai de procesele de fractionare a cristalelor.162, 163 exista mai multi indicatori care sugereaza ca andezitele au fost contaminate cu crusta inainte de eruptie. Acestea includ aparitia frecventa a xenolitelor cruste, 157, 158 raporturi crescute si corelate de izotopi stabile si corelate, 159, 160, 161 si continuturi de LILE relativ imbogatite, semnificativ mai mari decat cele preconizate numai de procesele de fractionare a cristalelor.162, 163 exista mai multi indicatori care sugereaza ca andezitele au fost contaminate cu crusta inainte de eruptie. Acestea includ aparitia frecventa a xenolitelor cruste, 157, 158 raporturi crescute si corelate de izotopi stabile si corelate, 159, 160, 161 si continuturi de LILE relativ imbogatite, semnificativ mai mari decat cele preconizate numai de procesele de fractionare a cristalelor.162, 163

Dintre posibilii asimilanti, cel mai probabil este subsolul meta-greywacke al teraselor Torlesse si / sau Waipapa. Corelatii puternice intre combinatii de izotopi radiogeni si stabili, in general, spre campurile compozitionale ale acestor roci de subsol, fie se suprapun partial sau in totalitate cu compozitiile Waipapa16. Waipapa, deoarece un volum substantial mai mic a fost necesar pentru a satisface modelele petroogenezei rezultate.165, 166, 167, 168 Cu toate acestea, desi o mare parte din datele izotopice pentru andezitele zonei vulcanice Taupo par sa fie explicate prin amestecarea binara intre primitive magmele de bazalt si rocile metasedimentare, 169 procesul actual este, fara indoiala, mai complex. Asimilarea in vrac este putin probabila pe motive termochimice, 170 avand in vedere temperaturile magmatice relativ scazute si natura extrem de porfritica a andezitelor, ceea ce sugereaza ca asimilarea combinata si cristalizarea fractionata (AFC) 171 ar fi functionat. Astfel, asa cum au propus Graham si Hackett, adevaratul asimilant a fost probabil o topire partiala minima a meta-greywacke cu SiO2 si LILE mai mari decat parintii sai mai mari, 172, dar cu compozitie izotopica similara (presupunand ca topirea echilibrului a avut loc) .173

Graham si Hackett175 si Graham si Cole176 au sugerat ca andezitele de tip 1 au fost generate din bazalt cu alumina scazuta, cum ar fi un bazalt Ruapehu, de catre AFC (asimilare si cristalizare fractionata), care implica POAM (plagioclaza, olivina / ortopiroxen, augita si magnetita) 177 fractionarea si asimilarea meta-greywacke-ului Torlesse. Intr-adevar, Graham si Hackett178 au folosit modelarea geochimica a celor mai putin patrate pentru a arata cum magma andezita din care s-a racit o lava Ngauruhoe din 1954 ar putea fi generata dintr-o magma bazalta parentala cu compozitia unui bazalt Ruapehu printr-un proces de asimilare combinata a materialului crustal (aditie de 6% asimilant) si fractionarea cristalelor (eliminarea cu 0% a cristalelor). In plus, prezenta xenolitelor in andezitele Ngauruhoe curge, in special meta-greywacke-ul vitrificat si xenolitele gneizice, confirma concludent ca asimilantul a fost cel mai probabil o topire partiala de gneis compusa din meta-greywacke care a fost initial un greywacke in sedimentele adiacente greywacke-siltstone-shale de la Torlesse Terrane, care se extinde la est de ambele Mt. Ngauruhoe si Mt. Ruapehu, si care este intersectat in foraje sub zona vulcanica Taupo.180, 181, 182

Avand in vedere apropierea dintre Ngauruhoe si Ruapehu una de cealalta, intrucat vulcanii adiacenti s-au dezvoltat din orificii conexe din Centrul vulcanic Tongariro, 183, 184, 185, ar fi de asteptat ca curgeri de lava recenta de pe acesti doi vulcani sa fi putut fi generate din acelasi sursa intr-o maniera similara. Gamble si colab.186 au compilat si revizuit datele geochimice si izotopice disponibile pentru fluxurile de lava andezita intre 1945 si 1996 de la vulcanul Ruapehu si au concluzionat ca datele colective arata tendinte odata cu cresterea abundentei de SiO2 si cresterea raporturilor 87Sr / 86Sr. Acest lucru este in concordanta cu controlul larg asupra chimiei magmelor si, astfel, a lavelor andezite rezultate, prin procedee de asimilare si fractionare de cristal (AFC). In plus, au descoperit ca magmele amplasate la Ruapehu in acea perioada de 50 de ani arata o variabilitate geochimica care se intinde pe cea mai mare parte a intervalului aratat de labe erupt pe intreaga istorie a vulcanului. In compararea datelor geochimice ale lavelor de andezit Ngauruhoe analizate pentru acest studiu cu andesitele Ruapehu, este evident ca exista diferente majore in compozitiile elementelor majore (de exemplu, andezitele Ruapehu au continut de SiO2 mai mare). Cu toate acestea, raporturile 87Sr / 86Sr si 143Nd / 144Nd ale lavelor recente de andezita curg din acesti doi vulcani adiacenti sunt foarte asemanatoare, asa cum se poate observa cu usurinta in Fig. 4. Pentru ca este geochimia izotopului izotopi Sr-Nd-Pb a lavaselor recente care este folosit pentru a elucida petrogeneza lor, 187, 188,

Cand sunt reprezentate pe o scara mai larga de diagrama de corelatie a izotopilor Sr-Nd, recentele lacuri de andezit Ngauruhoe nu numai ca intriga in campul definit de recentele lava de andezit Ruapehu, ci se inscriu in dreapta tabloul mantalei, banda de compozitii izotopice definite de bazaltele de coasta din oceanul mijlociu (MORB) si bazalele insulelor oceanice (OIB) 192 (fig. 5). Fig. 5 este prezentat si in campurile compozitiilor izotopice Sr si Nd pentru greywacke Torlesse, definite prin doua probe de metasediment si doua xenolite de metasediment vitrificate. manta, compozitiile lor ar fi trebuit sa fi fost initial in campul matricei. (Aceste magme trebuiau sa fie furnizate in manta, deoarece temperaturile din scoarta inferioara sunt insuficiente pentru a genera magme cu o compozitie bazaltica si pentru ca crusta inferioara este de compozitie granitica, in timp ce mantaua este bazaltica.) Astfel, in timp ce aceste magii Ngauruhoe si Ruapehu au fost initial bazaltice, pana la extrudarea lor erau andezitice in compozitie. Datele prezentate in Fig. 5 sugereaza ca contaminarea crusta a fost responsabila pentru compozitia andezitica si ca greywacke-ul Torlesse are compozitia izotopica in concordanta cu mutarea compozitiilor magmei departe de matricea din cauza contaminarii crustei. Graham si Hackett194 au descoperit ca in cadrul campului larg in care s-a gasit recentul complot de lava Ruapehua, chiar la indepartarea tabloului de manta, exista o tendinta a lavelor de tip 1, de la bazalt prin andezit pana la dacit, de crestere 87Sr / 86Sr si scadere 143Nd / 144Nd. Tendinte similare in rocile vulcanice din alte locatii au fost explicate in mod similar in ceea ce priveste asimilarea crusta.195 Aceste date, inclusiv recentele andezite Ngauruhoe, sunt in concordanta cu clasificarea de catre Nohda196 a zonei vulcanice Taupo ca arc insular continental.

Aceasta tendinta de contaminare care explica compozitiile de andezite este mai pronuntata si, prin urmare, ilustrata grafic, in diagrama 87Sr / 86Sr fata de εNd Fig din 6. Recenta recenta a andezitelor Ngauruhoe in cadrul si dincolo de campul definit de alte zone vulcanice Taupo de tip 1-3 andesites.197 Majoritatea acestor lacuri de tip Ngauruhoe tip 1 andesite in afara acestui camp si ar parea comparabile cu rolitolele din zona vulcanica Taupo care se comploteaza in aceeasi zona, 198 sugereaza poate un grad si mai mare de cristalizare fractionata decat celelalte andezite. Curbele reprezentative AFC (asimilare si cristalizare fractionala) au fost construite (dupa DePaolo199) pentru diverse combinatii de asimilante parentale Ruapehu bazalt, Torlesse si Waipapa si coeficienti de distributie in vrac (DSr, DNd). Este imediat evident ca curba de amestecare AFC pentru o meta-greywacke medie Waipapa Terrane este tangentiala la dreapta si, pentru> 90%, cristalizarea se incadreaza cu mult din campul de tip 1-3 de andezite; si in special andezitele Ngauruhoe. Dimpotriva, curbele AFC de lowalumina Ruapehu – Torlesse Terrane meta-greywacke se afla in interiorul si in dreapta campului de site-uri de tip 1-3, astfel incat orice componenta Waipapa substantiala le-ar impinge mai departe spre dreapta. Astfel se pare ca exclude orice componenta Waipapa. Curba care se potriveste cel mai bine cu tendintele din datele recente ale site-urilor din Ngauruhoe se potriveste indeaproape cu una din aceste curbe Ruapehu bazalt – Torlesse AFC, gradul de cristalizare necesar pentru a explica schimbarile izotopilor fiind cuprinse intre 40 si 70%.

Fisa din Fig. 6 arata contextul izotopic mai larg al acestor andezite Ngauruhoe recente. In timp ce vulcanica Arcului Tonga-Kermadec205 a fost generata dintr-o sursa de manta mai putin epuizata decat bazalele de coasta din Oceanul Mijlociu (MORB), 206, se pare ca magmele bazaltice parinte din zona de vulcanic Taupo, tipul 1-3 si andezitele proveneau dintr-un si mai putin sursa de manta epuizata. In plus, cresterea in 87Sr / 86Sr care deplaseaza atat lavasele Tonga-Kermadec, cat si andezitele din zona vulcanica Taupo din masina de manta207 este indica contaminarea / asimilarea crustelor, la fel ca valorile εSr ridicate pozitive pentru recentele andezite Ngauruhoe (tabelul 2 ), desi o parte din aceste valori pozitive mari ar putea indica, de asemenea, un grad ridicat de fractionare a magmelor in raport cu sursa lor epuizata de manta. Cu toate acestea,

Graficele datelor izotopului Pb ilustreaza grafic aceste tendinte (fig. 7). Gamble et al.211 nu au gasit nicio variatie sistematica in timp in datele izotopice Pb din recentele andezite Ruapehu, in timp ce esantioanele din lavele Ruapehu din 1995-1969 au obtinut raporturi 206Pb / 204Pb care au cuprins intreaga gama de compozitii din anii 50 precedenti. Cu toate acestea, lavele andezitice moderne erau mai putin radiogene decat majoritatea andezitelor preistorice Ruapehu si bazaltelor zonei vulcanice Taupo, toate esantioanele definind un potential tablou de amestec catre subsolul Torlesse Terrane meta-greywacke, principala componenta a crustei superioare din regiune si, prin urmare, contaminant crustal putativ pentru majoritatea magmelor din zona vulcanica Taupo.212, 213, 214 Mai mult decat atat, datele izotopului Pb ar sugera ca bazalele zonei vulcanice Taupo au fost derivate dintr-o sursa de manta epuizata, care a fost mai radiogena decat cea din care a fost generat MORB-ul Pacificului. Deoarece magmele de bazalt parinte care au fost contaminate pentru a forma lava de andezit proveneau probabil din surse de manta epuizate identice ca magmele care au produs bazaltele zonei vulcanice Taupo, portiunea mai putin radiogena a campurilor de andezit din Fig. 7 sugereaza ca sursele pentru toate magmele de bazalt parental erau mult mai apropiate de compozitia surselor epuizate de manta pentru Pacific MORB, in timp ce magmele parentale pentru bazaltele din zona vulcanica Taupo trebuie sa fi suferit astfel de o contaminare crusta similara cu andezitele, asa cum sugereaza izotopicul Sr-Nd data.215

Dupa cum s-a mentionat deja, datele izotopice Pb pentru recentele labe de andezit Ngauruhoe sunt puternic liniare, in special datele 208Pb-206Pb. Datele de 207Pb-206Pb produc un ironic sincron in 7 puncte cu o „varsta” de 3908 ± 390 Ma. Nu numai ca aceasta „varsta” este oarecum lipsita de sens pe baza statisticilor potrivite; aceste date se afla in dreapta geocronului, iocronul Pb corespunzator varstei presupuse a pamantului.216, 217, 218 Acesta este „paradoxul de plumb”, ceea ce implica faptul ca mantaua epuizata are o compozitie medie mai radiogenica decat geocronul . Acesta este opusul comportamentului postulat asteptat in geologia izotopilor conventionali radiogenici. Cu toate acestea, aceste tablouri liniare din datele recente ale andezitului Ngauruhoe nu numai ca implica amestecul izotopic Pb al contaminantului Torlesse asimilat cu magmele bazalice parentale, dar si amestecarea conducatorilor diferitilor compozitii izotopice in sursa de manta epuizata a acestor magme.219, 220 De asemenea, ar parea extrem de semnificativ faptul ca tablourile liniare ale recentei Ngauruhoe andesite Pb-date izotopice paralele cu campul compozitional izotopic Pb pentru vulcanul Taupo Bazaltele zonei, precum si paralele cu linia de referinta a emisferei nordice (NHRL) 221 si sub-paralele cu campul compozitional din Pacific MORB.222 Intr-adevar, acest lucru pare sa implice o mare parte a variatiei izotopice Pb atat in ​​Ngauruhoe recente. andezitele si bazalele zonei vulcanice Taupo se datoreaza probabil variatiilor izotopice ale Pb in regiunea sursa epuizata a mantalei pentru magmele bazalului parental. Suprapus pe aceasta sursa de manta variatia izotopica Pb este contaminarea subsolului Torlesse.

Folosind oligoelemente si raporturile lor, Gamble et al.223 au analizat problema eterogenitatii sursei si a fertilitatii magmelor bazaltice ale sistemelor cu arc vulcanic Taupo-Kermadec si au ajuns la concluzia ca sursele de magma sunt asemanatoare cu MORB, asa cum este sugerat si de Sr. -Date izotopice Nd-Pb. Astfel, folosind combinatii de o sursa MORB cu sedimente tipice Kermadec Trench-Hikurangi Trough si cu metasedimente Torlesse, Gamble si colab.233 au intreprins calcule de amestecare bazate pe perechi de izotopi cum ar fi 206Pb / 204Pb fata de 143Nd / 144Nd si 87Sr / 86Sr (fig. 8). S-a constatat astfel ca incorporarea unei cantitati relativ mici (pana la ~ 5%) de sediment continental din Noua Zeelanda ~ 20 ppm Pb, ~ 2–3 ppm U si ~ 14 ppm Th – media metansimentului Torlesse din Noua Zeelanda de Graham et al. 234 pentru magmele de bazalt dintr-o sursa MORB ar fi putut aduce schimbari masive in compozitiile izotopice ale bazalelor rezultate ale arcului Kermadec-Taupo, Pb-ul gazduit de sedimente avand un efect de inotare pe „mantul Pb”. Intr-adevar, aceste calcule de amestecare in vrac au aratat ca amestecarea a <5% dintr-un sediment de transe, cu o compozitie precum cea a esantionului A305, cu manta MORB a cuprins intregul tablou de izotopi Sr, Nd si Pb al magmelor Kermadec-Taupo Arc ( Fig. 8). Calcule similare bazate pe oligoelemente au produs diagrame cu mai multe elemente care imitau diagrame cu mai multe elemente pentru bazalele arcului, afisand multe caracteristici tipice magmelor zonei de subductie. Fig. 8 a reprezentat, de asemenea, datele Sr-Pb si Nd-Pb pentru recentele andezite Ngauruhoe, care se situeaza intre curbele de amestecare in vrac calculate pentru sedimentul MORB – transe si subsolul MORB – Torlesse, la fel ca majoritatea probelor bazaltice din studiul Gamble et al.235. Retineti ca gama generala de compozitii izotopice pentru metasedimentele Torlesse236 se intinde pe o gama de compozitii izotopice intre aceste doua curbe de amestecare in masa, astfel incat se poate concluziona in mod rezonabil ca recentele labe de andezit Ngauruhoe au rezultat din contaminarea unei magme bazalt