Madeira

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Das Thema meiner Diplomarbeit war die geologische Kartierung der östlichen Landspitze Madeiras, der São Lourenço-Halbinsel. Daher war ich vom 01.08.01 bis zum 30.08.01 auf der wunderschönen Insel. Besonders reizvoll ist die Blumeninsel für Wanderfreunde. Nicht nur die São Lourenço-Halbinsel bietet Gelegenheit zum Wandern in einer traumhaften Umgebung, sondern auch das zentrale Gebirge der Insel. Strand sucht man auf Madeira allerdings vergeblich, dafür muss man sich schon mit den regelmäßig verkehrenden Fähren oder Flugzeugen zur Nachbarinsel Porto Santo begeben.

Die Inseln des Madeira Archipels befinden sich im zentralen Ostatlantik bei 32°N 17°W am südwestlichen Ende des Madeira-Tore-Rückens. Der Madeira Archipel besteht aus Madeira im Westen, Porto Santo im Nordosten und den drei Desertas-Inseln im Südosten. Madeira und die Desertas-Inseln bilden die Spitze einer topographischen Schwelle mit einer Lithosphärenmächtigkeit von ~ 100 km. Sie werden von Porto Santo durch einen ~ 2000 m tiefen Graben getrennt. Madeira hat eine Fläche von 728 km² mit dem Pico Ruivo de Santana als höchstem Punkt mit 1861 m über dem Meeresspiegel.

Bathymetrische Karte zur Lage des Madeira Archipels und der Madeira-Hotspotspur (nach Geldmacher et al. 2000)

Der Madeira Archipel ist Teil einer mehr als 70 Ma (Millionen Jahre)alten Hotspotspur, die sich nach Nordosten in mehr als 20 größeren Seamounts wie Seine, Unicorn, Ampere, Coral Patch und Ormonde fortsetzt und dem auch der Serra da Monchique-Komplex in Portugal zugeordnet wird (Geldmacher et al., 2000). Im Bereich des Madeira Archipels tritt in mehr als 500 km Tiefe eine S-Wellen-Anomalie auf. Diese anomale Schicht produziert durch ihre Destabilisation einen Manteldiapir, der für die Bildung des Madeira-Hotspots verantwortlich sein kann (Hoernle et al., 1995, Granet et al., 1995, Wilson, 1997). Als erste der drei Inseln des Madeira-Archipels entstand Porto Santo vor 11,1 bis 14,3 Ma (Geldmacher et al., 2000). Madeira und die Desertas-Inseln werden einem Riftsystem zugeordnet, dessen vulkanische Aktivität zwischen beiden Regionen wechselte. Nach Geldmacher et al., (2000) kann eine Unterteilung in vier Hauptentwicklungsphasen vorgenommen werden:

Schildphase:

Frühe Madeira-Riftphase:

In dieser ersten Phase entwickelte sich ein ost-west-orientiertes Riftsystem, das durch den Verlauf von Gängen und der Anordnung von Eruptionszentren in der östlichen Hälfte Madeiras definiert ist. Die Basiseinheit Madeiras umfasst eine submarine Basis und subaerische Gesteine. Die submarine Basis macht annähernd 98 % des vulkanischen Komplexes der Madeira-Gruppe aus. Es fanden Eruptionen alkalibasaltischer Magmen mit Eruptionsraten von ~ 150 km³/Ma statt.

Desertas-Riftphase:

Während dieser Zeit war vulkanische Aktivität auf Madeira selbst nicht nachweisbar, sondern beschränkte sich in erster Linie auf die Desertas-Inseln. Diese Verschiebung des Vulkanismus kann möglicherweise auf einen Flankenkollaps im nordöstlichen Bereich des Madeira-Riftarms zurückgeführt werden. Die Eruptionsraten sanken im Vergleich zum frühen Stadium auf ~ 20 km³/Ma herab. Es wurden alkalibasaltische, ankaramitische und pikritische Laven gefördert.

Späte Madeira-Riftphase:

Die vulkanische Hauptaktivität lag in dem ost-west-streichenden Riftsystem in der Zentralregion Madeiras. Zwischen dieser Phase und der Frühen Madeira-Riftphase liegt eine Erosionsdiskordanz. Die Eruptionsraten stiegen auf 100 km³/Ma an und führten zur Bildung von Lavastromeinheiten mit Mächtigkeiten bis 500 m mit alkalibasaltischer bis basaltischer und mugearitischer bis trachytischer Zusammensetzung.

Posterosions-Phase:

In dieser Phase entstanden Schlackekegel und Lavaströme mit basanitischer und pikritischer Zusammensetzung, vor allem im östlichen Teil Madeiras. Diese scheinbare Westwärtsverlagerung der vulkanischen Aktivität bildet möglicherweise die Bewegung der Afrikanischen Platte nach Nordosten ab. Die Ablagerungen des Posterosionsstadiums zeigen eine deutliche Diskordanz zu den älteren Einheiten und wurden nach einer längeren Phase der Erosion abgelagert. Die Dauer dieser Erosionsphase ist nicht bekannt, da keine Daten darüber vorliegen.

Die Laven des Schildstadiums umfassen 99,5 % des vulkanischen Komplexes der Madeira/Desertas-Gruppe während die übrigen 0,5 Vol% dem Posterosionsstadium zugeordnet werden können (Geldmacher et al., 2000). Bisher ist wenig über die Entwicklungsphasen der São Lourenço Halbinsel bekannt.

Geologische Karte der São Lourenço-Halbinsel:

Literatur

Aerial Pictures: Prova n° 9080 Fiada n° 9E, Prova n° 9073 Fiada n° 9A, Prova n° 9078 Fiada n° 9E. Rolo n° 90.12. Instituteo Portuguès de Cartografia e Cadastro, Direcção de Serviços de Documentação e Informaçao Madeira

Carracedo,J.C. (1994): The Canary islands: An example of structural control on the growth of large ocean-island volcanoes. J. Volcanol. Geotherm. Res. 60, 225-241

Cazenave,A., Domina,K., Rabinowicz,M., Ceuleneer,G. (1988): Geoid and depth anomalies over ocean swells and troughs: evidence of an increasing trend of the geoid to depth ratio with age of plate. J. Geophys. Res. 93, 8064-8077

Fisher,R.V. (1958): Definition of volcanic breccia. Geol. Soc. Amer. Bull. 69, 1071-1073

Fisher,R.V. (1960): Classification of volcanic breccia. Geol. Soc. Amer. Bull. 71, 973-982

Fisher,R.V. (1966): Rocks composed of volcanic fragments. Earth-Sci. Rev. 1, 287-298

Fisher,R.V., SCHMINCKE,H.-U. (1984): Pyroclastic Rocks. Springer-Verlag, 3-196

1)Geldmacher,J., Hoernle,K., (2000): The 72 Ma geochemical evolution of the Madeira hotspot (eastern North Atlantic): recycling of Paleozoic (= 500 Ma) oceanic lithosphere. Earth and Planetary Science Letters 183, 73-92

2)Geldmacher,J., Van den Bogaard,P., Hoernle,K., Schmincke,H.-U. (2000): The 40Ar/39Ar age dating of the Madeira Archipelago and hotspot track (eastern North Atlantic). Geochem. Geophys. Geosys. 1

Granet,M., Wilson,M., Achauer,U. (1995): Imaging a mantle plume beneath the French Massif Central. Earth and Planetary Science Letters 136, 281-296

Hoernle,K., Zhang,Y.-S., Graham,D. (1995): Seismic and geochemical evidence for large-scale mantle upwelling beneath the eastern Atlantic and western and central Europe. Nature (London) 374, 34-39

McBirney,A.R. (1984): Igneous Petrology. Freeman, Cooper and Company, 226-266

Parker,S.P. (1997): Dictionary of Geology and Mineralogy. McGraw-Hill, 1-346

Schmincke,H.-U. (1982): Volcanic and chemical evolution of the Canary Islands. In Geology of the Northwest African Margin, edited by Seibold, Springer-Verlag, 273-306

Schmincke,H.-U. (2000): Vulkanismus. Wiss. Buchges. Darmstadt, 1-263

Servico Cartografico Do Exercito (1965): Carta militar de Portugal, Machico (Ilha da Madeira), Folha 7.

Vespermann,D., Schmincke,H.-U. (2000): Scoria cones and tuff rings. in: Sigurdson,H. (Ed.): Encyclopedia of Volcanoes. Academic Press, 683-694

Walker,G.P.L. (1992): "Coherent intrusion complexes" in large basaltic volcanoes - a new

Walker,G.P.L. (1999): Volcanic rift zones and their intrusion swarms. J. Volcanol. Geotherm. Res. 94: 21-34

Wilson,M. (1997): Thermal evolution of the Central Atlantic passive margins: continental break-up above Mesozoic superplume. Journal of the Geological Society of London 154, 491-495

Zbyszewski,G., Candido de Medeiros,A., Veiga Ferreira,O., Airos Barros,L., Celestino Silva,L., Munha,J., Barriga,F. (1975): Noticia explicativa das folhas A e B da Ilha da Madeira. Carta Geologica de Portugal na escala 1/50 000. Lisboa: Servicos Geologicos de Portugal

Schwarz,S., Klügel,A., Wohlgemuth-Ueberwasser,C. (2004): Melt extraction pathways and stagnation depths beneath the Madeira and Desertas rift zones (NE Atlantic) inferred from barometric studies. Contrib. Mineral. Petrol. 147, 228-240

Wohlgemuth-Ueberwasser, C.C. (2001): Volcanological and Structural Mapping of the Eastern Tip of Madeira (São Lourenço Peninsula). Diplomarbeit Teil I, Universität Bremen

Wohlgemuth-Ueberwasser, C.C. (2002): Geothermobarometrische Untersuchungen an Magmatiten der Ostspitze Madeiras (São Lourenço Halbinsel). Diplomarbeit Teil II, Universität Bremen