The Mt. Vulture volcanic complex (Italy): evidence for distinct parental magmas and for residual melts with melilite

Summary New data of mineral compositions, whole-rock major and trace element contents are presented for lava flows and dykes of Mt. Vulture volcano (southeastern Roman Magmatic Province). The dominant rock series ranges from basanite, through tephrite and foidite, to phonolite. Diopsidic to Fe-salitic (hedenbergitic) clinopyroxene is the major phenocryst phase, and shows a very strong Ti- and Al-enrichment trend (up to 5 wt% TiO₂ and 12 wt% Al₂O₃). Phonolites have Fe-rich pyroxenes low in Ti and Al, as a consequence of fractionation of Ti-magnetite and/or melanite garnet.Feldspar ranges in composition from bytownite to Ba- and Sr-rich anorthoclase (up to 7 wt % BaO and 4 wt % SrO); the latter is present in the groundmass of mafic and intermediate rocks. Phonolites are characterized by anorthoclase and sanidine with Ba-rich cores, and with Ba-depleted rims.Subordinate melilite-bearing rocks are also present, and are characterized by melilite with a very large compositional variation, Ca-rich nepheline (up to 8 wt% CaO) and lack of feldspar and amphibole. Some of them also show calcite-rich ocellar structures, possibly due to liquid immiscibility. They have also major and trace element contents different from those of the feldspar-bearing rocks. This all indicates distinct parental magmas for feldspar-bearing and melilite-bearing rocks. These latter were likely generated by differentiation processes starting from olivine- and melilite-bearing ultramafic parental magmas.Mineral compositions and suitable phase diagrams indicate that the Melfi haüynophyre, which is the most MgO-poor melilite-bearing rock of Mt. Vulture, is close to a residual melt analogous to phonolite, but in petrogenetic systems with melilite and without feldspar.The high- to very high-titanium content of most of the ferromagnesian phases, despite a relatively low TiO₂ of primitive Mt. Vulture rocks, is absent in other rocks of similar degree of evolution in the Roman Province. It resembles that found in anorogenic magmas and gives further indications for a within-plate signature in this particular volcanic complex.

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Der Mt. Vulture Vulkankomplex (Italien): hinweise für unterschiedliche Ausgangsmagmen und Residualschmelzen mit Melilith

Zusammenfassung Es werden neue Daten über Mineralzusammensetzungen sowie Haupt- und Spurenelemente des Gesamtgesteins für Lavaflüsse und Gänge des Mt. Vulture Vulkans (südöstliche Römische Magmatische Provinz) vorgestellt. Die auftretenden Gesteinsabfolgen reichen von Basaniten über Tephrite und Foidite zu Phonolithen. Diopsidischer bis Fe-salitischer (hedenbergitischer) Klinopyroxen stellt die hauptsächlichen Einsprenglinge und zeigt starke Ti- und Al-Anreicherungen (bis zu 5 Gew% TiO₂ und 12 Gew% Al₂O₃). Phonolite weisen als Konsequenz der Fraktionierung von Ti-Magnetit und/oder Melanit-Granat Fe-reiche Pyroxene mit niedrigen Ti- und Al-Gehalten auf.Der Feldspat reicht in seiner Zusammensetzung von Bytownit zu Ba- und Si-reichem Anorthoklas (bis zu 7 Gew%/o BaO und 4 Gew% SrO), der letztgenannte findet sich in der Grundmasse mafischer und intermediärer Gesteine. Phonolithe werden durch das Auftreten von Anorthoklas und Sanidin mit Ba-angereicherten Kernen und Ba-abgereicherten Rändern charakterisiert.Untergeordnet treten auch Melilith-führende Gesteine auf. Sie sind durch Melilithe mit einer großen kompositionellen Variation, durch Ca-reichen Nephelin (bis 8Gew% CaO) und durch das Fehlen von Feldspat und Amphibol gekennzeichnet. Einige dieser Melilithe zeigen auch Calcitreiche ocellare Strukturen, die möglicherweise aufgrund der Nicht-Mischbarkeit der Schmelzen entstanden sind. Sie weisen auch Gehalte an Haupt- und Spurenelementen auf, die von jenen Feldspat-führender Gesteine abweichen. All dies zeigt verschiedene Ausgangs-Magmen für Feldspat-führende und Melilith-führende vulkanische Gesteinean. Die Melilithgesteine entstanden wahrscheinlich durch Differentiationsprozesse aus Olvin- und Melilith-führenden ultramafischen Magmen.Mineralzusammensetzung und die entsprechenden Phasendiagramme zeigen, daß der Melfi Haüynophyr, welcher das MgOärmste Melilith-führende Gestein des Mt. Vulture ist, nahe an einer Ausgangschmelze analog zu einem Phonolith liegt, allerdings in einem petrogenetischen System mit Melilith und ohne Feldspat.Der hohe bis sehr hohe Titan-Gehalt der meisten ferromagnesischen Phasen fehlt, trotz des niedrigen TiO₂-Gehaltes primitiver Mte. Vulture Gesteine, in anderen Gesteinen ähnlicher Entwicklung in der Römischer Magmatischen Provinz. Dies ähnelt anorogenen alkalischen Magmen und ist ein weiterer Hinweis auf eine Intra-Platten Signatur für diesen besonderen vulkanischen Komplex.

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With 7 Figures