Explosive Subaqueous Volcanism

Explosive Subaqueous Volcanism......Page 3
Copyright
......Page 4
CONTENTS......Page 5
PREFACE......Page 8
INTRODUCTION......Page 10
SUBAQUEOUS ERUPTION DYNAMICS......Page 12
The Role of Steam......Page 13
The Role of Heat Capacity and Thermal Conductivity......Page 14
The Role of Water Rheology......Page 16
Explosive Shallow Water Surtseyan Eruptions......Page 18
Pumiceous Submarine Silicic Eruptions......Page 22
EXPLOSIVE SUBMARINE ERUPTIONS AND ECONOMICALLY IMPORTANT DEPOSITS......Page 23
Subaqueous Calderas and Massive Sulfides......Page 24
Proximal Pyroclastic Deposits in Calderas......Page 25
REFERENCES......Page 26
1. INTRODUCTION......Page 33
2.1. Magma......Page 35
2.2. Seawater......Page 36
2.3. Water/Magma Interaction......Page 37
3. MOLTEN FUEL-COOLANTINTERACTION EXPERIMENTS......Page 38
4.1. Hydrostatic Pressure Effect......Page 42
4.2. Effective Water/Magma Mass Ratios......Page 45
5.1. Film Instability......Page 47
5.2. Thermal Detonation......Page 48
6. DISCUSSION......Page 50
APPENDIX A. CALCULATION OF INTERACTIONTHERMODYNAMIC WORK......Page 53
REFERENCES......Page 55
2. DEFINITIONS......Page 58
3.3. Phase 3......Page 59
3.5. Phenomenological Description ofPE......Page 60
4. DISCUSSION......Page 61
5. CONSEQUENCES, PREDICTIONS, AND SPECULATIONS......Page 64
Acknowledgments.......Page 66
REFERENCES......Page 67
INTRODUCTION......Page 68
SUBGLACIAL ERUPTIONS......Page 69
CALORIMETRY......Page 71
Effusive Eruptions......Page 72
Magma Fragmentation......Page 73
Heat Loss During Magma Fragmentation......Page 74
MECHANISM OF MAGMA FRAGMENTATION......Page 76
CONCLUSIONS......Page 77
REFERENCES......Page 78
1. INTRODUCTION......Page 80
2. GEOLOGIC SETTING......Page 81
3. PREVIOUS WORK ON LOIHI SEAMOUNT......Page 82
4.1.2.......Page 83
4.2. Grain-Size Analyses of Deposits......Page 85
4.3. Componentry of the Deposits......Page 86
4.4. Chemical Compositions of Glass Fragments......Page 88
4.5. Constraints on the Age of the Deposits......Page 95
5.2. Evidence for Pyroclastic Eruptions......Page 96
5.3. Evidence for Hydroclastic Eruptions......Page 98
6. CONCLUSIONS......Page 99
REFERENCES......Page 100
1.1- Phreatoplinian Volcanism......Page 103
1.3. 1.8 ka Eruption......Page 104
2.2. Unit 3......Page 105
3.2. Microscopic Textures of the Juvenile Clasts......Page 107
3.3. Quantitative Measurements of Vesicle Size......Page 108
4.1. Implications of Vesicularity Data for Timing andNature of Fragmentation......Page 110
4.2. Model for Fragmentation......Page 112
Phase 3......Page 113
REFERENCES......Page 114
1. INTRODUCTION......Page 116
2.2. Volcaniclastic Deposits......Page 118
2.3. Morphology of Fragments......Page 119
2.4. Chemical Compositions of the Volcaniclastic Fragments......Page 122
2.6. Eruption Style......Page 123
2.8. Transport and Deposition of Fragments......Page 125
4.1. Conceptual Framework......Page 126
4.2. MAR E-MORB Popping Rocks......Page 127
4.3. Gorda Ridge N-MORB......Page 128
5. WATER COLUMN EVENT PLUMES......Page 129
REFERENCES......Page 130
INTRODUCTION......Page 134
2. GEOLOGIC SETTING......Page 135
5. DESCRIPTION OF HYALOCLASTITE......Page 137
5.4 Bedded Volcanic Sandstone......Page 138
6. GLASS COMPOSITIONS......Page 141
7.1 Fragmentation and Magmatic Degassing......Page 143
7.2. Eruption Style......Page 144
7.4. Deposition and Post-Eruptive Reworking......Page 145
REFERENCES......Page 146
1. INTRODUCTION......Page 148
2. GEOLOGICAL SETTING......Page 149
3. SEGMENT MORPHOLOGY......Page 150
The Lucky Strike Segment......Page 151
Volcaniclastic Samples......Page 153
Poorly Vesicular Basalts......Page 156
7. GEOCHEMISTRY OF THE DEPOSITS......Page 158
8. VESICULARITY......Page 161
10. MORPHOLOGY OF THE CLASTS......Page 162
Role of the Volatiles......Page 164
Eruptive Style......Page 166
Emplacement of the Deposits......Page 167
REFERENCES......Page 168
INTRODUCTION......Page 172
Northern Area......Page 173
Southern Area......Page 177
Volcanic Periods......Page 178
Sequence of Events......Page 179
Edifice Instability......Page 180
REFERENCES......Page 181
INTRODUCTION AND GEOLOGICAL SETTING......Page 184
Basalt Lapilli Tuff......Page 185
Larger Clasts Within Lapilli Tuff......Page 186
Dikes......Page 187
STRATIGRAPHY......Page 188
Tawhiroko......Page 189
Punatoetoe Head......Page 190
DISCUSSION......Page 191
REFERENCES......Page 193
1. INTRODUCTION......Page 194
2. GEOLOGICAL SETTINGS......Page 195
3. BOUNDING FACIES......Page 196
4.1.1.......Page 197
4.2.1.......Page 199
5. PETROGRAPHY OF SCHAKALSBERG LAPILLI TUFF......Page 201
6.2. Subaqueous Water-Free Zones Steam Cupolas......Page 203
6.3. Subaqueous Tephra Jets......Page 204
Acknowledgments.......Page 205
REFERENCES......Page 207
DIRECT OBSERVATIONS......Page 209
SAMPLE CHARACTERISATION......Page 210
DISCUSSION......Page 211
REFERENCES......Page 215
1. INTRODUCTION......Page 217
2.4. 1934-1935 Eruption of Shin-Iwojima, Kikai Caldera......Page 218
2.7. 2001 Eruptions West of the Vava 'u Islands......Page 221
3.1. Type 1 Deposits......Page 222
3.3 Type 3 Deposits......Page 224
4.1. Magmatic Eruption......Page 225
4.3. Syn-Eruptive, Non-Explosive Dome Collapse......Page 228
5. FACTORS CONTROLLING SUBAQUEOUSPUMICE ERUPTIONS......Page 229
REFERENCES......Page 231
1. INTRODUCTION......Page 234
2.2. Kurose-Nishi Hole Caldera......Page 236
2.5. Myojin Knoll Kita-Bayonnaise Caldera......Page 237
2.6. Myojinsho Caldera......Page 239
2.7. Sumisu Caldera......Page 240
3.1. Caldera Structures......Page 241
3.2. Coldera-Forming Submarine Pumice Eruptions......Page 242
REFERENCES......Page 244
INTRODUCTION......Page 247
MOUNT READ VOLCANICS......Page 248
DEPOSITIONAL SETTING OF THE MOUNT READ VOLCANICS......Page 249
SUBMARINE, SILICIC, SYN-ERUPTIVE PYROCLASTIC UNITS IN THE MOUNT READ VOLCANICS......Page 251
Very Thick, Graded to Massive Pumice Breccia?Shard-Rich Sandstone......Page 252
Very Thick, Crystal-Rich Volcanic Sandstone......Page 255
CONCLUSIONS......Page 258
REFERENCES......Page 259
INTRODUCTION......Page 261
THE SAWASAKI PYROCLASTIC ROCKS......Page 262
VESICLES......Page 263
VESICLE SIZE DISTRIBUTION AND POPULATION DENSITY IN GLASSY SAMPLES......Page 270
VESICULARITY......Page 271
ASCENT OF MAGMA FOR SAWASAKI PILLOW LAVA AND PYROCLASTIC ROCKS......Page 272
REFERENCES......Page 273
INTRODUCTION......Page 275
GEOLOGICAL SETTING......Page 276
Efate Pumice Breccias......Page 277
Rentabau Tuffs......Page 280
Vent Setting......Page 281
Stage I - Efate Pumice Breccias......Page 282
REFERENCES......Page 283
INTRODUCTION......Page 286
MODERATE TO LARGE VOLUME, VERY SHALLOW MARINE EXPLOSIVE ERUPTION......Page 287
Vent Setting......Page 289
SMALL TO MODERATE VOLUME, SHALLOW MARINE EXPLOSIVE ERUPTION......Page 290
Eruption Style......Page 292
Implications for Eruption Style......Page 293
DISCUSSION......Page 295
CONCLUSIONS......Page 297
REFERENCES......Page 298
1. INTRODUCTION......Page 300
2. STRATIGRAPHY AND FACIES......Page 301
2.1.1.......Page 302
2.1.2.......Page 304
2.2.2.......Page 305
2.3.2.......Page 306
2.4.1.......Page 307
2.5.1.......Page 308
2.6.2.......Page 309
3.1. Depositional and Palaeogeographic Setting......Page 310
3.2. Eruption Styles: Fire Fountaining or a More Explosive Eruption Style?......Page 311
3.3. A Fire Fountain Model for the Ryugazaki Spatter Succession......Page 313
REFERENCES......Page 316
1. INTRODUCTION......Page 318
1.1 Regional Geology......Page 319
2.2 Massive Dacitic Lavas......Page 320
2.3 Lobate Dacite Facies......Page 321
2.4.2......Page 323
3. MODEL FOR THE VOLCANICLASTIC DEPOSIT......Page 325
4. DISCUSSION AND CONCLUSIONS......Page 326
REFERENCES......Page 327
INTRODUCTION......Page 329
PERALKALINE RHYOLITE PUMICE NEAR DOBU SEAMOUNT, WESTERN WOODLARK BASIN......Page 330
Submersible Observations......Page 332
Petrography and Geochemistry......Page 333
Discussion......Page 334
Petrography and Geochemistry......Page 335
Xenolith in MD-50 Pumice......Page 337
Source of MD-50 Pumice......Page 338
Eruptive Mechanism Suggested by the Xenolith and the Location of MD-50......Page 339
FRAGMENTATION......Page 340
REFERENCES......Page 341
1. INTRODUCTION......Page 344
2. REGIONAL GEOLOGY......Page 345
4.1. High Level Lake Tuffs......Page 346
4.2. Mattabi Tuffs......Page 349
4.3 Middle L Tuffs......Page 350
5.1. Interpretation of the High Level Lake Tuffs......Page 352
5.2. Interpretation of the Mattabi Tuffs......Page 354
5.3 Interpretation of the Middle L Tuffs......Page 355
REFERENCES......Page 356
INTRODUCTION......Page 360
TERMINOLOGY......Page 362
5.1. Microtextural Features......Page 366
POSSIBLE ORIGINS OF FINE-ASH POOR PYROCLASTIC DEPOSITS......Page 371
ERUPTION OF THE FOOTWALL AND HANGING WALL IGNIMBRITES AT 1.45 KM WATER DEPTH......Page 373
COMPARISON OF THE BALD MOUNTAIN FOOT-WALL AND HANGINGWALL IGNIMBRITES WITH OTHER PUMICE LAPILLISTONE DEPOSITS......Page 375
REFERENCES......Page 376