The last volcanic eruptions in the Carpathian-Pannonian region: The Quaternary magmatism in the Southeast Carpathians  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
68587
Type K
Principal investigator Harangi, Szabolcs
Title in Hungarian A Kárpát-Pannon térség utolsó vulkáni kitörései: a délkeleti Kárpátok kvarter magmatizmusa
Title in English The last volcanic eruptions in the Carpathian-Pannonian region: The Quaternary magmatism in the Southeast Carpathians
Keywords in Hungarian magmatizmus, petrogenezis, geokémia, geokronológia, Kárpát-Pannon térség
Keywords in English magmatism, petrogenesis, geochemistry, geochronology, Carpathian-Pannonian region
Discipline
Mineralogy, Petrology (Council of Complex Environmental Sciences)100 %
Panel Earth sciences 1
Department or equivalent Department of Petrology and Geochemistry (Eötvös Loránd University)
Participants Karátson, Dávid
Lenkey, László
Starting date 2007-07-01
Closing date 2011-12-31
Funding (in million HUF) 13.017
FTE (full time equivalent) 2.57
state closed project
Summary in Hungarian
Kutatómunkánk során a délkeleti Kárpátok térségében előforduló kvarter, azaz 2 millió évesnél fiatalabb vulkáni képződményeket vizsgáljuk. A vizsgálat fontosságát kiemeli, hogy itt történt a Kárpát-Pannon térség legutolsó vulkáni kitörése 20-30 ezer évvel ezelőtt, továbbá e terület a Föld egy olyan ritka helye, ahol az alábukó kőzetlemez éppen leszakadás állapotában van. Vizsgálatunk a Csomád 1-0.02 millió éves dácitos kőzeteire, a Málnás környéki shoshonitokra, valamint a Persányi-hegység alkáli bazaltjaira irányul. Célunk, hogy kőzettani és geokémiai vizsgálatokkal pontos információt kapjunk a vulkáni működés korára, különösen a Csomád vulkanizmusának aktív és szunnyadó szakaszainak időtartamára, a magmaképződés okára és a magma forrásterületének jellegére, a vulkáni kitörés előtti magkamrá(k)ban zajló differenciációs folyamatokra és a magmatizmus geodinamikai kapcsolataira. Kutatómunkánkban többek között térségünkben még nem alkalmazott vizsgálati eszközöket is felhasználunk, mint például az U-soros izotópméréseket, amellyel a mélyben játszódó rövid távú geológiai folyamatok (köpenymetaszomatózis, részleges olvadás, magmadifferenciáció) időbeliségét határozhatjuk meg, valamint a szilikátolvadék-zárványok és kőzetüvegek illótartalmának (pl. kén, klór, fluor, víz) vizsgálata, ami alapján következtetést vonhatunk le a magma illóanyag koncentrációjára, a kigázosodás mértékére, a levegőbe kerülő gázok viszonylagos mennyiségére.
Eredményeink alapján azt várjuk, hogy jobban megismerjük a viszonylag fiatal magmatizmus okát és mechanizmusát, továbbá következtetéseket vonhassunk le e ritka, komplex területen zajló magmás tevékenység geodinamikai kapcsolataira.
Summary
In this research project, we are going to investigate the Quaternary (i.e., less than 2 Ma) volcanic rocks in the Southeast Carpathians. This is a peculiar area of the Carpathian-Pannonian region, where the last volcanic eruption occurred only 20-30 ka and this is one of the few regions of the Earth, where a nearly vertically hanging slab is in the final stage of break off. We will study the K-rich dacites of the Ciomadul, the shoshonites of the Malnas area and the alkaline basalts of the Persany Mts. The main aims of this research is to obtain precise data for the age of the volcanic eruptions, particularly for the length of the active and quiescence periods of the Ciomadul volcano, to get information on the melt generation processes and the nature of the magma source regions, on the pre-eruptive magma differentiation processes in the magma chamber(s) and on the geodynamic relationship of the magmatic activity. In this research project we will use novel techniques such as U-series isotope analysis to have an insight into the timescale of deep processes (e.g., mantle metasomatism, partial melting, magma differentiation) beneath the Ciomadul volcano and determination of volatile content (sulfur, chlorine, fluorine, water) of silicate melt inclusions and groundmass glasses in order to constrain the volatile content of the magma and the degassing process.
Based on this research we expect a better understanding of the latest magmatism of the Carpathian-Pannonian region and its geodynamic relationship in this peculiar area.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A kutatási projekt során elsőként nyújtottunk átfogó vulkanológiai, kőzettani, geokémiai és petrogenetikai képet a Kárpát-Pannon térség legfiatalabb vulkánjáról, a Csomádról, és jellemeztük a tűzhányó alatti magmatározó rendszert. Összegeztük a vulkáni kitörések legfontosabb jellemzőit és kimutattuk, hogy a vulkáni működés ideje jóval fiatalabb, mint azt korábban gondolták. A kitörések nem több mint 200 ezer éven belül történhettek, a legutolsó kitörés pedig 32 ezer éve volt. Az integrált petrográfiai és ásványkémiai kutatás alapján rekonstruáltuk a magmafejlődési folyamatokat, megbecsültük a hőmérséklet és nyomás viszonyokat. Eszerint, a kitörések előtt 7-11 km mélységben akár több tíz ezer éven keresztül is fennálló, közel megszilárdult magmás test (kristálypép) lehetett, amit bazaltos magma benyomulások reaktiváltak (olvasztottak részben fel) és ez vezetett a vulkáni kitörésekhez. A bazaltos magmák egy mélyebben elhelyezkedő magmakamrában fejlődtek többszörös újratöltődéssel. A magnetotellurikus vizsgálatok alapján úgy tűnik, hogy még mindig lehet olvadéktartalmú magmás test a vulkán alatt. A persányi bazaltok magmái heterogén, vélhetően kis olvadáspontú kőzettesteket is tartalmazó földköpeny anyag részleges olvadásával jöttek létre. A bazaltos magmák számításaink szerint néhány nap alatt keresztülszelték a földkérget és jutottak a felszínre. Mindezek alapján úgy véljük, hogy mindkét terület potenciálisan aktivizálódhat a jövőben és nem zárhatók ki újabb vulkáni kitörések.
Results in English
In this research project we provided the first comprehensive characterization of the youngest volcano, the Ciomadul, in the Carpathian-Pannonian region. We summarized the main features of the volcanic eruptions and recognized that the volcanic activity was much younger than previously thought. The volcanic eruptions occurred within the last 200 ka and the youngest one took place at 32 ka. Based on integrated petrographic and mineral chemical investigations, we reconstructed the evolution of the magmatic system and quantified the temperature and pressure environment. A near-solidus magmatic body could have been located at 7-11 km depth with a residence time as long as several 10’s ka before the eruptions. This crystal mush was reactivated (partially remelted) by intrusions of basaltic magmas and this could have been the ultimate cause of the volcanic eruptions. The basaltic magmas evolved in a deeper magma reservoir with repeated replenishment by fresh mantle-derived magmas. The results of the magnetotelluric study indicate that a melt-bearing magmatic body could be still present beneath the Ciomadul. The magmas of the Persani basalts originated by partial melting of a heterogeneous upper mantle material containing also low solidus rock bodies (pyroxenites). The basaltic magmas reached the surface within a few days. In summary, our results indicate that both areas are capable for reactivation, i.e. further volcanic eruptions cannot be excluded in the future.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=68587
Decision
Yes





 

List of publications

  
Kiss B., Harangi S., Ntaflos T., Mason P.R.D., Pál-Molnár E.: Amphibole perspective to unravel pre-eruptive processes and conditions in volcanic plumbing systems beneath intermediate arc volcanoes: a case study from Ciomadul volcano (SE Carpathians), CONTRIBUTIONS TO MINERALOGY AND PETROLOGY 167 (3) 986., 2014
Harangi Sz., Molnár M., Vinkler A.P., Kiss B., Jull A.J.T., Leonard A.E.: Radiocarbon dating of the last volcanic eruptions of Ciomadul volcano, southeast Carpathians, eastern-central Europe, Radiocarbon, Vol 52, Nr 2–3, 2010
Karátson, D., Telbisz, T., Harangi, S., Magyari, E., Dunkl, I., Kiss, B., Jánosi, C., Veres, D., Braun, M., Fodor, E., Biró, T., Kósik, S., von Eynatten, H. and Lin, D.,: Morphometrical and geochronological constraints on the youngest eruptive activity in East-Central Europe at the Ciomadul (Csomád) lava dome complex, East Carpathians., JOURNAL OF VOLCANOLOGY AND GEOTHERMAL RESEARCH, 255: 43-56., 2013
Harangi, S., Sági, T., Seghedi, I., Ntaflos, T.: A combined whole-rock and mineral-scale investigation to reveal the origin of the basaltic magmas of the Perşani monogenetic volcanic field, Romania, eastern-central Europe., LITHOS, 180–181: pp. 43-57., 2013
Jankovics, M.É., Dobosi, G., Embey-Isztin, A., Kiss, B., Sági, T., Harangi, S., Ntaflos, T.: Origin and ascent history of unusually crystal-rich alkaline basaltic magmas from the western Pannonian Basin., BULLETIN OF VOLCANOLOGY, 75:(9) pp. 1-23., 2013
Harangi, Sz., Kiss, B., Molnár, K., Jankovics, É., Lukács, R., Vinkler, A.P., Németh, G., Sági, T., Novák, A., Dunkl, I., Molnár, M., Ntaflos, T., Karátson, D.: Anatomy of a dacite volcano: an integrated study from source to surface, Soufrière Hills Volcano 15 Years On Conference, Abstract volume, p. 26, 2011
Kiss, B., Harangi, Sz., Sági, T., Ntaflos, T.: The origin of dacite of the Ciomadul (Csomád) volcano (SE Carpathians, eastern-central Europe), Soufrière Hills Volcano 15 Years On Conference, Abstract volume, p. 31., 2011
Harangi, Sz., Kiss, B., Karátson, D, Dunkl, I., Molnár, M., Németh, G., Vinkler, A.P., Ntaflos, T.: New results and assessment of the geochronology of the youngest volcano of the Carpathian region: Ciomadul (Csomád), East Carpathians, XIX Congress of the Carpathian Balkan Geological Association, Abstract Volume, 2010
Jankovics, É., Kiss, B., Harangi, Sz., Sági, T., Ntaflos, T.: The role of primitive mafic magmas in the petrogenesis of the Ciomadul dacite (Central Europe), Soufrière Hills Volcano 15 Years On Conference, Abstract volume, p. 30., 2011
Novák, A., Harangi, Sz., Kiss, B., Szarka, L., Molnár, Cs.: Combined magnetotelluric and petrologic constrains for the nature of the magma storage system beneath the Ciomadul volcano (SE Carpathians), Geophysical Research Abstracts Vol. 14, EGU2012-7637, 2012
Karátson, D., Telbisz T., Harangi Sz., Magyari E. , Kiss B. , Dunkl I. , Veres D. , Braun, M.: Lava dome morphometry and geochronology of the youngest eruptive activity in Eastern Central Europe: Ciomadul (Csomád), East Carpathians, Romania, Geophysical Research Abstracts Vol. 14, EGU2012-10857, 2012
Sági, T., Harangi, Sz., Ntaflos, T.: The Pleistocene alkali basaltic volcanism at the Perşani Mountains, SE Carpathians – inferences from olivine phenocrysts and their spinel inclusions., International Mineralogical Association Congress, Budapest, Abstract volume, 2010
Kiss, B., Harangi, S., Vinkler, A.P., Ntaflos, T., Mason, P.R.D.: Magma evolution and magma ascent rate beneath Ciomadul, the youngest volcano in the Carpathian-Pannonian region, Geophysical Research Abstracts, Vol. 10. EGU2008-A-11292, 2008
Molnár, K., Kiss, B., Harangi, Sz., Ntaflos, T.: Disseminated crystal mush fragments in the Ciomadul dacite (SE Carpathians), Soufrière Hills Volcano 15 Years On Conference, Abstract volume, p. 33., 2011
Harangi Sz.: The effectiveness of combined textural and mineral chemical studies in the reconstruction of magma chamber processes: case studies from the Carpathian-Pannonian region, e, International Mineralogical Association Congress, Budapest, Abstract volume, 2010
Harangi, S. Karátson, D., Kiss, B., Vinkler, A.P., Ntaflos, T., Molnár, M.: Ciomadul volcano, SE Carpathians, the site of the last volcanic eruption in the Carpathian-Pannonian Region. Could it continue?, IAVCEI 2008 General Assembly, Reykjavik, Iceland, Abstract Volume II, p. 24., 2008
Harangi, S. Kiss, B., Vinkler, A.P., Mason, P.R.D., Ntaflos, T.: Magma ascent rate and magma evolution beneath the dacitic Ciomadul volcano, Southeast Carpathians., IAVCEI 2008 General Assembly, Reykjavik, Iceland, Abstract Volume III, p. 16., 2008
Harangi, S. Kiss, B., Vinkler, A.P., Karátson, D., Ntaflos, T., Molnár, M., Mason, P.R.D., Szakács, S.: A Csomád vulkáni működése., IX. Székelyföldi Geológus Találkozó, Csíkszereda, Absztrakt kötet, 33-36., 2008
Kiss, B., Harangi, S.: Magmafelemelkedési sebesség és magmakamra folyamatok a csomád vulkán alatt., IX. Székelyföldi Geológus Találkozó, Csíkszereda, Absztrakt kötet, 39-41., 2008
Harangi Sz., Kiss B.: Lehet-e még vulkánkitörés a Kárpát-medencében? A legfiatalabb vallatása, Élet és Tudomány, , LXV/3, 80-82, 2010
Kiss B., Harangi Sz.: Mi történik a magmakamrában vulkáni kitörés előtt?, Természet Világa, 140. évf. 12. füzet, 540-543., 2009
Kiss B.: Petrogenesis of the dacitic magmas of the Pleistocene Ciomadul volcano, Southeast Carpathians., Journal of Alpine Geology, 49, p. 53., 2008
Kiss, B.: Magmakamra-folyamatok és magmafeláramlási sebesség becslése a Kis-Csomád lávadóm alatt., Diplomadolgozat, ELTE Kőzettan-Geokémiai tanszék, Budapest, 125 p., 2009
Kiss B., Harangi, Sz., Ntaflos, T.: Magma chamber processes and magma ascent rate beneath the Kis-Csomád lava dome, MinPet Meeting, Abstract volume, 2009
Németh G., Harangi Sz., Kiss B., Ntaflos, T.: Textural and compositional features of zircons from the Ciomadul dacites., Ifjú Szakemberek Ankétja, absztrakt kötet, 2010
Kósik Sz.: Szilikátolvadék-zárványok vizsgálata a Csomád vulkán horzsakőtartalmú piroklasztitjaiban., Diplomadolgozat, ELTE Kőzettan-Geokémiai tanszék, Budapest, 65 p., 2010
Harangi Sz. és ELTE KGT Vulkanológiai csoport: Integrált kőzettani és geokémiai kutatások magmakamra folyamatok feltárására., Első Kőzettani és Geokémiai Vándorgyűlés, Gárdony, Absztrakt kötet, 2010
Kiss B., Harangi Sz., Vinkler A. P., Ntaflos T.: Primitív bazaltos magmák fejlődése és szerepe a kis-csomádi dácit képződésében: integrált ásványszöveti és -kémiai vizsgálatok eredményei (Csomád vulkán, DK-i Kárpátok), Első Kőzettani és Geokémiai Vándorgyűlés, Gárdony, Absztrakt kötet, 2010
Németh G., Harangi Sz., Kiss B., Ntaflos, T.: Textural and compositional features of zircons from the Ciomadul dacites., International Mineralogical Association Congress, Budapest, Abstract volume, 2010
Kiss, B., Harangi, Sz., Vinkler, A.P., Ntaflos, T: Inferences for the role of primitive mafic magmas in the genesis of the dacitic magmas of Ciomadul (SE Capathians): a mineral-scale study., International Mineralogical Association Congress, Budapest, Abstract volume, 2010
Kiss B., Harangi Sz., Sági T., Ntaflos T.: Amfibol perspektíva: az amfibolok jelentősége a petrogenetikai vizsgálatokban a csomádi dácit páldáján, MFT II. Kőzettani és Geokémiai Vándorgyűlés, Konferencia kötet, p. 28-29, 2011
Molnár, K., Kiss, B., Harangi, Sz.: Komagmás zárványok jelentősége a csomádi dácitban (DK-i Kárpátok), MFT II. Kőzettani és Geokémiai Vándorgyűlés, Konferencia kötet, p. 33., 2011
Molnár K.: Komagmás zárványok jelentősége a csomádi dácitban (DK-i Kárpátok), Tudományos Diákköri Dolgozat, ELTE Kőzettan-Geokémiai tanszék, pp. 45, 2011
Németh, G.: A csomádi (DK- Kárpátok) dácitok cirkonjainak szöveti és geokémiai jellemzése: petrogenetikai következtetések, Tudományos Diákköri Dolgozat, ELTE Kőzettan-Geokémiai tanszék, pp. 59, 2011
Molnár, K.: The significance of the comagmatic encalves int he dacite of the Csomád Volcano (South-East Carpathians), Ifjú Szakemberek Ankétja 2011, konferencia kötet, 2011
Jankovics, M.É., Harangi, Sz., Kiss, B. Ntaflos, T.: Open-system evolution of the Füzes-tó alkaline basaltic magma, western Pannonian Basin: Constraints from mineral textures and compositions, Lithos, 140–141, 25-37., 2012
Harangi, Sz., Vinkler, A.P., Molnár, M., Jull, A.J.T., Leonard, A.E.: Radiocarbon dating of the last volcanic eruption of the Ciomadul volcano, Southeast Carpathians, Radiocarbon 2009, Hawaii, Abstract volume, p. 152, 2009
Coltorti, M., Bonadiman, C., Faccini, B., Harangi, Sz., Ntaflos, T., Seghedi, I.: Petrological features of mantle xenoliths from eastern Transylvanian Basin: a very fertile mantle or re-fertilisation processes?, European mantle Workshop: Petrological evolution of the European Lithospheric mantle: from Archean to present day. Abstract Volume., 2007
Faccini, B., Coltorti, M., Bonadiman, C., Ntaflos, T., Seghedi, I., Harangi, S.: Re-fertilisation process in mantle xenoliths from Eastern Transylvanian Basin., IGC 2008, Oslo., 2008



Back »