Magnetische Suszeptibilitätsmessungen an Gängen vom Ostrand des Hauzenberger Granitplutons - Bayerischer Wald

Am Ostrand des Hauzenberger Plutons im südlichen Bayerischen Wald treten Ganggesteine auf, die spät- bis postvariskische Granitoide und ihre Rahmengesteine (anatektische und diatektische Gneise) durchschlagen. Die Intrusion der Gänge wurde auf 307Ma datiert (Siebel, pers. comm.). Sie stellen somit das jüngste magmatische Ereignis mit deutlichem zeitlichen Hiatus zur Platznahme der Granitplutone des Bayerischen Waldes zwischen 316 und 324Ma (Propach 2000) dar. Die Hauptverbreitung dieser Ganggesteine liegt in einem herzynisch verlaufenden Zug von Oberndorf im Nordwesten über Waldkirchen zum Oberfrauenwald und weiter nachWegscheid im Südosten. Die Gänge streichen in den zwei Hauptrichtungen WNW–ESE (etwa 140°), also in etwa parallel zum Bayerischen Pfahl, sowie annähernd N–S (etwa 170°). Die Gänge stehen generell saiger und haben Mächtigkeiten von wenigen dm bis zu 15 m. An 14 Gängen wurde im Gelände und Labor die magnetische Suszeptibilität gemessen.conferenc

Magnetic characteristics of the Ság-hegy volcanic complex, little Hungarian Plain

The Ság-hegy volcanic complex is located in the little Hungarian Plain Volcanic Field (LHPVF). An 39Ar/ 40Ar geochronolgy gave an isochron age of 5,42 ±0,06 My for the Ság- hegy (Wijbrans et al. 2004). Evolution of the volcano included two clearly distinct events. At first ascending magma entered meteoric water in a fluvio-lacustrine environment. Fuel-coolant interaction (FCI) of water (water saturated sediment) and magma led to the formation of a phreatomagmatic tuff ring. After water supply was used up the interior of the tephra ring was filled by a lava lake. Locally the tuff ring wall collapsed and subsequently lava was able to flow out of the tuff ring. Due to intensive quarrying most of the effusive rocks have been removed, giving excellent insight to emplacement processes of feeder dykes, sills and lava lake remnant (Martin and Németh, 2004). Pyroclastic rocks include massive and bedded units of lapilli stone, lapilli tuff/ tuff as well as pyroclastic breccias. Varying proportions of accidental lithic clasts indicate excavation of basement rocks during the erruption. Juvenile clasts comprise mainly of angular, blocky sideromelane glass shards with nearly equent shapes and a minor proportion of tachylite. A high amount of water within the systeme is evidenced by soft sediment deformation and accretionary lapilli in the pyroclastic bedsets. Dune and antidune bedding, chute and pool structures grading and sorting features suggest that the tuff ring was gradually built up by base surge and intercalated fallout deposits. Subsequent to the phreatomagmatic stage the inner crater has been filled with a lava lake which morphology was determined by the tephra deposits. At contacts to the pyroclastics a chilled margin of several cm thickness is developed which shows platty (onion shaped) jointing. A high number of dykes and sills were injected into adjacent bedsets. These shallow intrusive bodys can be found throughout the whole complex truncating and dissecting the pyroclastic units. In cases where pyroclastic units comprised a high amount of water this included even mingling with the wet tephra, leading to the formation of peperites. The uppermost units were represented by thick lava flows, which covered all underlaying units. These rocks were quarryed out already a century ago except a large strombolian spatter cone which is now exposed at the uppermost level of the quarry as a big sliced remnant including its large multiple feeder dyke. This setting offers a perfect opportunity to study the relationship between dyke and sill enplacement with transitions from vertical to bedding-parallel geometries. Dimensions of the volcanic bodies range from cm thickness of small apophyses from the lava lake into the pyroclastic rocks up to dykes and sills of several m. We performed a detailed study on a section of pyroclastic rocks truncated by dykes and sills and have evaluated the magnetic characteristics. Preliminary results show that magnetic susceptibility of all the pyroclastic units is in the range of ferrimagnetic susceptibility and varies between 2 to 20 x 10-3 SI. (Fig.1). Magnetic fabric anisotropy is generally low (< 5 %) and in the field of oblate fabric geometries, in bedded tuffs a significantly higher (5 to 10 %) but also oblate anisotropy is realized. Magnetic lineations indicate a consistent NE (020) directed material transport for the whole succession. Remanence intensities are quite high with values of 1 to 15 A/m In the pyroclastic units a stable magnetic remanence characterized by a single vector component has been measured, MDF values are in the range of 30 to 160 mT. The field vector has exclusively reversed polarity and steep inclination, which is in agreement with the paleofield direction and therefore is regarded as natural remanent magnetization aquired during deposition of the pyroclastic successions. In the dykes and sills, however, remanence direction scatter significantly and display geometries ranging from steep to flat orientations and show also strong variations in the declination. Coercitivity of magnetic carriers is significanty lower as indicated by the lower MDF values which are in the range of 8 to 30 mT in the dykes and 15 to 30 mT in sills. Beside a minor contribution of a viscose component the remanence vector in the dykes and sills is characterized by a stable single component. However, further investigations are needed to fully understand and interpret the result

Understanding the evolution of maar craters

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Strukturanalyse juveniler Fragmente in Vulkaniklastika des Messel Maar-Diatrems

Geophysikalische Untersuchungen im Gebiet der Grube Messel (25km südlich von Frankfurt) ließen schon vor einigen Jahren eine Maar-Diatrem-Struktur im Untergrund vermuten. Jedoch erst die gekernte Forschungsbohrung im Jahr 2001 bewies die Existenz eines durch phreatomagmatische Eruptionen gekennzeichneten Maar- Vulkans, der vor ca. 48Ma aktiv war. Neben den berühmten fossilreichen Ölschiefern wurde im Teufenbereich zwischen −240m und −370m unter der Erdoberfläche vulkaniklastisches Material entdeckt. Unterhalb des so genannten Lapillituffs wurden bis zur Endteufe von −433m Gesteine der Diatrem-Brekzie erbohrt. Um das schwer differenzierbare, vulkanische Gestein in situ detaillierter untersuchen zu können, sind gesteinsmagnetische Messungen besonders wertvoll. Hierbei kann die magnetische Suszeptibilität (MS), die Magnetisierbarkeit eines Gesteins, für quantitative und qualitative Analysen sehr hilfreich sein. Die juvenilen Lapilli, an die die ferrimagnetischen Minerale bzw. die magnetischen Träger gebunden sind, sind dabei von besonderem Interesse. Bildanalytische Auswertungen sowohl an Kernen als auch an Dünnschliffen dienen dabei zur Interpretation des Suszeptibilitätslogs der durchgeführten Bohrlochmessungen. In dieser Studie ist weiterhin ein besonderes Augenmerk dem magnetischen Gefüge der Vulkaniklastika verliehen. Dabei liefern Messungen der Anisotropie der magnetischen Suszeptibilität (AMS) Informationen über die räumliche Anordnung der magnetischen Minerale (Foliation und Lineation) und offenbaren dadurch interne Strukturen des Gesteins.conferenc

Lithologierekonstruktion von submarinen Einheiten des Mauna Kea Vulkans mit bohrlochgeophysikalischen Messungen der magnetischen Suszeptibilität, HSDP Bohrung, Hawai’i

Als Teil des International Continental Drilling Projects (ICDP), wurde von März bis September 1999 im Rahmen des Hawai’i Scientific Drilling Projects (HSDP) die etwa 3109m tiefe HSDP-2 Bohrung in der Nähe von Hilo auf Big Island, Hawai’i niedergebracht. Die mit einem Durchmesser von 98mm (3.8500) durchgehend gekernte Bohrung, durchteuft sowohl die subaerischen Einheiten des Mauna Loa, als auch die darunter liegenden submarinen Laven des Mauna Kea. Ab etwa 1080m Teufe wurden die jüngsten, während der Entwicklung dieses Vulkans abgelagerten submarinen Laven erbohrt. Die Verteilung von Hyaloklastiten, Pillowlaven, massiver Intrusiva sowie sedimentärer Ablagerungen, wurde durch die lithologische Beschreibung des durchgehend geförderten Kernprofils von DePaolo et al. (1999) aufgenommen. Verschiedene Autoren, wie z.B. Bücker et al. (1999) oder Helm-Clark et al. (2004) haben bereits gezeigt, dass sich Messungen der natürlichen Gammastrahlung (GR), die üblicherweise sehr gut zur lithologischen Einteilung von Gesteinen herangezogen werden können, in vergleichbaren Bohrungen nur sehr bedingt zur primären Unterscheidung basaltischer Gesteinseinheiten eignen. Dies ist vor allem auf die sehr geringe Variation des K-, U- und Th-Gehalts der Basalte zurückzuführen. Daher wurden von der Operational Support Group (OSG) des GFZ-Potsdam im November 2002 bohrlochgeophysikalische Messungen in dem 98mm Bohrloch in einem Bereich von etwa 1830 bis 2615m durchgeführt. Diese wurden speziell zum Test einer Bohrlochsonde zur Messung der magnetischen Suszeptibilität (MS) im Rahmen des DFG-Projektes Wa 1015/4 angesetzt. Dazu wurde die MSdH-2 Sonde der OSG, hergestellt von der Fa. Antares GmbH (Stuhr, Germany) eingesetzt.conferenc

Late to post-Variscan basement segmentation and differential exhumation along the SW Bohemian Massif, central Europe

The exposed Variscan basement in central Europe is well-known for its complex structural and lithological architecture resulting from multiple deformation phases. We studied the southwestern margin of the Bohemian Massif, which is characterized by major and long-lived shear zones, such as the Pfahl and Danube shear zones, extending over > 100 km and initiated during Variscan tectonics. We integrated Bouguer gravity anomaly and lidar topographic data analyses and combined our results with available data and observations from low-temperature thermochronology, metamorphic grades, and the exposed granite inventory to detect patterns of basement block segmentation and differential exhumation. Three NW–SE-striking basement blocks are bordered by the Runding, Pfahl, and Danube shear zones from the northeast to the southwest. Basement block boundaries are indicated by abrupt changes in measured gravity patterns and metamorphic grades. By applying high-pass filters to gravity data in combination with lineament analysis, we identified a new NNW–SSE-striking tectonic structure (Cham Fault), which further segments known basement blocks. Basement blocks that are segmented by the Cham Fault differ in the abundance and spatial distribution of exposed late Variscan granites and are further characterized by variations in apparent thermochronological age data. Based on our observations and analyses, a differential exhumation and tectonic tilt model is proposed to explain the juxtaposition of different crustal levels. Block segmentation along the NW–SE-striking Pfahl and Runding shear zones most likely occurred prior, during, and after late orogenic granite emplacement at ca. 320 ± 10 Ma, as some of the granites are cross-cut by the shear zones, while others utilized these structures during magma ascent and emplacement. In contrast, activity and block segmentation along the Cham Fault occurred after granite emplacement as the fault sharply truncates the granite inventory. Our study provides evidence of intense and continuous fault activities during late and post-orogenic times and highlights the importance of tectonic structures in the exhumation and juxtaposition of different crustal levels and the creation of complex lithological patterns in orogenic terrains

Magnetische Charakteristik von Pyroklastika des Ság-hegy Vulkan Komplex, Kleine Ungarische Tiefebene

Der Ság-hegy Vulkan Komplex befindet sich in dem Vulkanfeld der Kleinen Ungarischen Tiefebene. Eine 39Ar/40Ar Datierung ergab ein Alter von 5, 42 ± 0, 06Ma für den Ság-hegy (Wijbrans et al. 2004). Die Entwicklung des Vulkans weist zwei verschiedene Ereignisse auf. Als erstes trifft aufsteigendes Magma auf meteorisches Wasser in einer fluviolakustinen Umgebung (fuel-coolant interaction FCI). Die FCI von Wasser bzw. wassergesättigtem Sediment und Magma führte zur Bildung eines phreatomagmatischen Tuffrings. Nachdem das Wasserangebot aufgebraucht war, füllte sich das Innere des Tephrarings mit einem Lavasee. Lokal kollabierte der Tuffring, so dass Lava aus dem See herausfließen konnte. Durch die Anlage eines Steinbruches im zentralen Bereich des Vulkankomplexes ergibt sich ein 3-D Aufschluss mit hervorragenden Einblick auf die Intrusionsbeziehungen von Förderdykes, Sills und Überresten des Lavasees (Martin & Németh, 2004). In dieser Studie sollen die magnetischen Charakteristika einer Sektion von pyroklastischen Gesteinen, die von Dykes und Sills abgeschnitten wird, untersucht werden. Vorläufige Ergebnisse zeigen, dass die magnetische Suszeptibilität aller pyroklastischen Einheiten im Bereich der ferrimagnetischen Suszeptibilität liegt und von (2 − 20 × 10−3 SI variiert...conferenc

Influence of titanomagnetite composition on the magnetic anisotropy in a dyke-sill complex in Hungary

In the last decades low-field magnetic susceptibility measurements have become an increasingly attractive method for geological studies which use the scalar values (bulk susceptibility) as well as the directional information, the anisotropy of magnetic susceptibility (AMS). Because of the potential for detecting weak fabric anisotropies, AMS has become a routine method for assessing flow directions in magmatic bodies. Sources of AMS in ferrimagnetic basaltic rocks are mainly titanomagnetites. After Jackson et al. (1998) and de Wall (2000), the magnetic susceptibility (MS) of titanomagnetite varies strongly with mineral composition and is in the low-field range strongly depending on the field amplitude of the inducing magnetic field. Here we present a systematic study to record the effects of field dependence on AMS of dykes, sills and lava flows. Variation in MS characteristics have been found indicative for lava emplacement and flow dynamics (Cañón-Tapia et al. 1997, Cañón-Tapia & Pinkerton 2000). The contribution of the effect of field dependence on MS and AMS in titanomagnetite-bearing volcanic rocks needs to be assessed for a reliable interpretation of AMS variations. The key study has been carried out at the Ság-hegy volcanic complex in the Little Hungarian Plain. It is composed of a phreatomagmatic tuff ring, formed during the pliocene-miocene period. After meteoric water supply ended, the phreatomagmatic eruptive style changed into an effusive behaviour and the tephra ring was filled with a lava lake and a dyke-sill complex transected the pyroclastic successions. We report AMS characteristics of sills, dykes and lavas from the lake interior and outflowing lava deposits. Furthermore we discriminated samples that represent the transition from dykes to sills and from intrusive (dyke) to effusive (lava flow) emplacement, respectively. The MS has been measured by a KLY-4S kappabridge (AGICO, Brno) which allows a record of the AMS at a high sensitivity and in various field amplitudes (2 to 450 A/m)

Einfluss der Zusammensetzung von Titanomagnetit auf Suszeptibilität — Fallstudie an einem Dyke-Sill Komplex in Ungarn

In den letzten Jahrzehnten hat die Messung der magnetischen Suszeptibilität im Schwachfeld (üblicherweise bei 300Am−1) für geologische Arbeiten eine wichtige Rolle eingenommen. Da anhand der Anisotropie der magnetischen Suszeptibilität (AMS) auch schwache Vorzugsorientierungen registriert werden können, ist die AMS eine wichtige Methode zur Bestimmung von Fließrichtungen in magmatischen Körpern. In ferrimagnetischen, basaltischen Gesteinen ist hauptsächlich Titanomagnetit Träger der Information für die AMS. Nach Jackson et al. (1998) und de Wall (2000) variiert die magnetische Suszeptibilität (MS) von Titanomagnetiten stark mit der Mineralzusammensetzung und ist abhängig von der Feldstärke (Amplitude des Wechselfeldes) des angelegten Magnetfeldes. Diese Arbeit umfasst eine systematische Studie zum Einfluss der Feldstärke für AMS Messungen an Gängen (Dykes und Sills) und Lavaströmen (flows). Variationen in der MS und ihrer Anisotropie können Informationen zur Platznahme und den Fließeigenschaften von Laven beinhalten (Canon-Tapia et al. 1997, Canon-Tapia & Pinkerton 2000). Für eine korrekte Bewertung und Interpretation von Variationen der AMS, muss in Titanomagnetit-haltigen Gesteinen der Einfluss der Feldstärkenabhängigkeit auf die MS und AMS berücksichtigt werden. Die Studie wurde am Ság-hegy Vulkankomplex in der kleinen ungarischen Tiefebene durchgeführt. Dieser Komplex besteht aus einem phreatomagmatischen Tuffring, der sich im Pliozän bis Miozän bildete. Nachdem die Zufuhr an meteorischem Wasser endete, wechselte der phreatomagmatische Stil zu einem effusiven. Dabei wurde der Tephraring mit einem Lavasee verfüllt und ein Dyke-Sill Komplex intrudierte in die pyroklastischen Einheiten. Im Gelände wurden Proben von den Dykes und Sills, sowie von Laven aus dem Lavasee und aus den ausgeflossenen Lavaablagerungen genommen und an diesen die Parameter der AMS bestimmt. Die geochemischen Analysen der Proben ergaben eine basaltische bis trachybasaltische Zusammensetzung und plotten im Diskriminierungsdiagramm im Feld der Intraplattenvulkanite. Proben der Übergangsbereiche (Transitional) von Dykes zu Sills und Intrusiva zu Effusiva wurden gesondert betrachtet. Die MS wurde mit einer KLY-4S Kappabrücke (AGICO, Brno) gemessen.conferenc