Original paper

Statische Gesetzmäßigkeiten des basischen Deckenvulkanismus und deren Hinweise auf Vorgänge im oberen Erdmantel mit Beispielen von Analogien aus Südamerika und Afrika

Bischoff, Gerhard

Kurzfassung

Zusammenfassung Die Extrusionserscheinungen der basaltischen Deckenergüsse im Paranábecken und die dortigen Sills und Gänge werden ebenso wie die im Amazonasbecken beschrieben. Dabei wird besonders Wert auf eine rechnerische Darlegung der hydrostatischen Kräfte gelegt, unter denen die Basaltschmelze in den Becken extrusiv wurde und die Sills in die Sedimente intrudierten. Unter Berücksichtigung der spezifischen Gewichte der Sedimente und der Basaltschmelze wird ausgehend von der Oberfläche der Deckenergüsse (Magmaspiegel) dargelegt, in welchem Bereich die Sills nach hydrostatischen Gesetzen entstehen konnten. An Hand von Bohrergebnissen der PETROBRAS wird am Divergieren der Intertrappsandsteine zum Beckenzentrum und an den Mächtigkeiten der Basaltergüsse gezeigt, daß das Becken während der Basaltförderung genau um seinen Absenkungsbetrag durch ausfließenden Basalt aufgefüllt wurde. Es gab also einen Materialaustausch aus einem riesigen, über 2000 km langen und mindestens 800 km breiten Herdbereich. Der Aufstieg der Basaltschmelze erfolgte über ein System sich durchkreuzender Gänge. Die Gänge rissen als Folge des Zerbrechens des Gondwanakontinents auf. Sie verlaufen richtungsmäßig parallel zu den großtektonischen Einheiten, wie den atlantischen Küsten von Südamerika und Südafrika, den Beckenachsen des Amazonas- und Paranábeckens und deren Querschwellenachsen. Denkt man sich die Kontinente in ihrer Ausgangslage vor dem Auseinanderdriften zusammenliegend, so zeigt sich, daß die Gangrichtungen ~ gradlinig beide Kontinente durchzogen. Mit dem Aufreißen der Gangspalten und der Förderung des Basalts wurde das Abdriften Südamerikas von Afrika eingeleitet. Der Zeitpunkt im Jura liegt unmittelbar vor dem Beginn der Küstensedimentation an den atlantischen Küsten. Mit den jurassischen Basaltergüssen in Südamerika und Südafrika werden die tertiären Ergüsse in der Libyschen Wüste verglichen. Im letzten Kapitel wird der Versuch einer Erklärung der basaltischen Deckenergüsse unternommen. Als Herkunftstiefe der jurassischen Basalte, die den ganzen südamerikanischen Schild und Südafrika durchtränkten und die in den Becken extrusiv wurden, wurde am Beispiel Paraná eine Mindesttiefe von 35 km abgeleitet. Die örtlich begrenzten oligozänen Basalte und jüngeren Vulkane in Libyen werden zum Typus Hawaii, Island, Hochanden u. a. gerechnet, deren Magmen mit Überdruck extrudierten und wahrscheinlich aus Herdtiefen um 55 km emporstiegen.

Abstract

This publication describes the hydrostatical principles of the basalt plateau extrusions in the Paraná Basin and their relations to sills and dikes as well as in the Amazon Basin. By consideration of the density of the sediments and the basalt, is demonstrated the particular connection between the statical elevation of the lavaflow-surface (magma-level) and the subsurface zone in which sill intrusions are possible according to hydrostatical principles. The results of PETROBRAS-wildcats have proved the increase of thickness of each basalt layer towards the basin centre. Consequently the amount of subsidence was compensated by extruding basalt lava. There was an exchange of material between the magma hearth and the basin within an area of 800 x 2000 km, rising in a system of crossing dikes. The dikes are an accompanying phenomenon of the rupturing Gondwana-Continent. They are directed parallel to the main tectonic structures as there are for example the Atlantic costal fractures of South America and South Africa as well as the axis of the Amazon- and Parana-Basin. Before the onset of Continental Drift the dikes crossed in straight lines the still connected two continents. The rupturing of the continents, accompanied by basaltic magma extrusions, was the initial phase of the Continental Drift. In the following chapter the Tertiary extrusions of lava flows in the Sahara Desert of Libya are described. In the last chapter the author formulates a theory about the hearth depth of the basaltic magma for the Jurassic basalt plateaux of the southern continents, as well as of the limited Oligocene basalts and younger volcanoes in Libya, which are of the same type such as of Hawaii, Island and the Andes. Following theoretical considerations, the South American and South African Jurassic plateau basalts are extruded from a large hearth within a depth at least 35 km. The extrusion of the Oligocene basalt lava in Libya was an activ volcanic phenomenon, probably corresponding to the same depth of magma hearth as the Kilauea of Hawaii, which has been described by the U.S. Geological Survey to be 55 km.