Isotopic Evolution of Mauna Loa Volcano: A View From the Submarine Southwest Rift Zone Ma k Ku C Ke a Kamme
e a me o Ma i e C emis y a Geoc emis y Woo s o e Ocea og a ic I s i u io Woo s o e MA
Mic ae o es
U i e si y o Massac use s Am e s MA
Mic ae Ga cia
U i e si y o awaii o o u u I
ew iso o ic a ace e eme measu eme s o a as om e su ma i e sou wes i o e (SW o Mau a oa co i ue e em o a e s o su ae ia Mau a oa ows e e i g e k ow com osi io a a ge o is o ca o a sugges i g a ma y o e SW a as a e o e a a y e ose o a e a iso o ic com osi io s a e simi a o ose i e o es su ae ia Mau a oa a as (Ka uku a i o e asa s w i e 7S / S a ios a e s ig y owe (as ow as 7 3 a iso o es a e ig e ( / u o 1 3 e co e e ce o a e iso o es sugges s a e ium e a es as a i com a i e e eme a a e ium iso- o ic a ia io s i e awaiia a as a e o uce y me i g a ma e ocesses a e a magma c am e o me asoma ic ocesses u ique o e gaseous e eme s e a ia io s o e S a a e mos o ou ce i a as o a o ima e y 1 ka age a ge [Ku a Kamme 1991] u e a ges iso o ic a ia io occu s ea ie ese a ia io s a e i e e e as e- su i g om e imi is i g co i u io om e u we i g ma e ume ma e ia as e s ie ui i g e s a Mau a oa e o e o e uc io i e ume iso o ic sig a u e is i e e o e (a 1 ka e (a -1 ka S (a -9 ka a (a - ka ; e i e e imi g may e- a e o si ica e/me a i io coe icie s wi mos i com a i e e eme s emo e i s a a so o co ce a io a ia io s wi i e ume / S / a ac io a io -co ec e co ce a io s co e a e wi e iso o es a a e sig i ica y ig e i some o e su ma i e SW a as sugges i g em o a a ia i i y o ime sca es simi a o e iso o es (i e - 1 ka is o ica a as e i e ace e eme a iso o ic e s a a e is i c om e o ge e m (1 o 1 ka a ia io s sugges i g a i e e ocesses cause e s o e m a ia i i y e em o a e o u io o Mau a oa a a icu a y e ew a a om e su ma i e SW sugges a e iso o ic com osi io o e u we i g ume ma e is es e ese e y a a om oi i seamou o eii es e em o a e o u io sugges s a e ma e sou ce o e a es s age o Mau a oa w ic is c a ac e i e y a ioge ic 7S / S (u o 7 395 u a- ioge ic O / 1 3 e/ e a ios simi a o MO a ow co ce a io s is a sma - o ume co i u io e a e o o - ume com o e s (suc as o ma as e os e e o e ai e ma e
Mau a oa e ea e S uc u e 1. INTRODUCTION Com osi io is o y a a a s Geo ysica Mo og a 9 e ious s u ies o Mau a oa o ca o a e s ow a
Co y ig 1995 y e Ame ica Geo ysica U io iso o ic com osi io s o a a ows a e sig i ica y 9 9 ISO O IC E O U IO O MAU A OA O CA O
°
19°
9 o Ki ome e s
15 ° 155° igu e 1 Ma o awaii s owi g e i ci a i o es o e awaiia o ca oes a e s u y a ea o e su - ma i e sou wes i o e (SW sam e u i g isces i es 1 -1 5 [see a so Garcia et al., is o ume] a k a eas a e e o ca o summi s c a ge o e u i e ime sca es e wee 1 a 1 ka s a ig a ica y e ose Mau a oa a as a e a o g e [Kurz et al., 19 7; Kurz and Kammer, 1991; Kurz, 1993] Ka uku a Kea ekekua au s a i e i o e i s (see A ma ke ec ease i 3 e/ e a a o ima e y 1 ka igu e 1 is a e ese s ew iso o ic a ace e e- sugges s a imi is e o s o i ue ce e ea Mau a me a a om e su ma i e sou wes i o e o oa i acco wi a ec i e i e u io a es si ce a ou Mau a oa (SW o e Ka uku au w ic e e e 1 Ka i e e om geo ogic a a [e g Lipman et al., age a ge o a a y e a as a o i e i sig s i o e 199 ; Moore et al., 199 ; Lipman, is o ume] I e causes o e geoc emica a ia io s We a so ese o s o su y o Mau a oa imi is e si ce 1 ka as a i io a ace e eme a iso o ic a a o e sam- im ie y e e ium a a e is o ca o o e s a s e- es iscusse y Kurz and Kammer [1991] w ic em- cia o o u i y o s u y a c i ica a si io o awaiia o s a e co e e a ia io s amo g e ace e eme s a o ca o e o u io e S a e iso o ic sys ems Mau a oa is a i ea ace o s u y em o a e o u io e iso o ic a ia io s amo g Mau a oa a as a e im- o o ca ism ecause o i s eque is o ica e u io s o a o g o a geoc emica mo e s ecause suc e- a e e ce e s a ig a ic amewo k o i e y ai e s a ig a ic seque ces a e a ai a e o ew ocea ic geo ogic ma i g com i e wi a ioca o a i g [e g is a s Co e e a ia io s i e iso o es o e S a Lipman and Swenson, 19 ; Lockwood and Lipman, 19 7; u e ou ma y o e mo e s a a e ee i oke o Rubin et al., 19 7; Lockwood, 1995] e o es " ecou e" e ium om e a ioge ic iso o es suc as KU E A 91 me asoma ism magma c am e egassi g a a ioge ic assume e e o e you ge i o e asa e ose o e i g ow o e [e g Condomines et al., 19 3; Zindler and sou e a k o Mau a oa as ee a e a 1 o Hart, 19 ; Vance et al., 19 9; Hilton et al., 1995] ow- ka i age [Lipman et al., 199 ] a is assume o e o e e e e com e i y o e Mau a oa iso o ic a ia io s a e su ae ia Ka uku asa s a a o mos o e may equi e e ese ce o ee is i c ma e sou ces Ka uku a i o e a as a ei e a i e oca io s a e com i e wi a e mo eme a wa i g o e o s o gi e i Kurz and Kammer [1991] e o y ew su ae - [Kurz and Kammer, 1991] e o es Mau a oa a as ia Mau a oa sam es i e a es a e KS 7- a a e e ig es 3 e/ e a ios w i e e is o ica a as KS 7- 7 ( a e w ic we e co ec e om 1 a 3 a e ow 3 e/ e a ios simi a o o ma mi -ocea i ge me e s (a o e sea e e o e Ka uku au a e same asa s (MO e ig 3 e/ e a ios i e i y e oca io esc i e i Kurz and Kammer [1991] sou ce o e o es Mau a oa s ie a as as e u we - isces i es 1 -1 5 we e ca ie ou o e su ma- i g ma e ume a e o e wo sou ces may e a e i e o io o e Ka uku au (see igu e 1 e wee ei e o i os e e o ma as e os e e o e ai e 55 a me e s e ow sea e e [Garcia et al., is as e os e e [Kurz and Kammer, 1991; Kurz, 1993] A o ume] A ima y o ec i e was o e e e s a ig a- a e a i e e a a io is a e com e iso o ic a ia- y ack i ime w ic is ossi e ecause e e as ee io s a e o uce y o y wo ma e sou ces ( ume a i e ece ac i i y o e su ma i e o io o e Ka- o ma as e os e e cou e wi e e ec s o me uku au a e e ose sec io s a e o co e e y e- e co a io oug a o ous me ium a c oma- ce a as [Fornari et al., 1979; Moore et al., 199 ; Moore og a ic se a a io o i e e e eme s [McKenzie and and Clague, 199 ; Garcia et al., is o ume] Lipman O'Nions, 1991; Watson, 1993] e e mi i g e geome y [ is o ume] iscusses a em s o K-A a e ese a as o ma e e e oge ei ies a me i g ocesses emai s w ic a e ee u success u ue o e you g ages ow o e o e i icu ies o eco ci i g geoc emica a geo- K co e s a e cess (ma e A e su si e ce a e ysica o se a io s e e a a io o e s o - ime- o awaii o 5 mm/y [Moore, 19 71 a e e sca e Mau a oa iso o ic a ia io s is im o a o us wou im y ages e wee a ka owe e e- o u e s a i g e ese - ay co igu a io o e cause a o e ows a e g assy i ow mo o ogy i is a ges o ca o o ea u o e ocesses o me i g i ce ai a ey we e e u e u e wa e a e su si- e ma e e ce a es o i e o y u e age imi s ase o su - si e ce a es o a su me ge s o e i e o e SW SAM ES A A A Y ICA ME O S Lipman [ is o ume] sugges s a mi imum age o 13 -15 ka o e o o e su ma i e sec io I summa y age 1 Samples es ima es o e su ma i e Sou wes i a as a e 1 - 3 ka u mus e iewe as e a i e [Garcia et al., is e 1 C age a S a e iso o ic a a o o ume; Lipman, is o ume] su ae ia Mau a oa a as a e ese e i a e 1 e i e sam es om e SW a e co si e e o e a ( a ioca o a e a is o ica a a e (Ka uku a co i ua io o e su ae ia Ka uku sec io w ic e e- i o e ; sam e oca i ies a e ee iscusse e sew e e se s a au o a s i e sca [Garcia et al., is o ume] [Kurz et al, 19 3; Kurz et al., 19 7; Kurz and Kammer, A oug e age co s ai s o o e c u e e ossi i i y 1991] e sam es i a es 1 a a e assig e a a e e is age o e a e wee e su ae ia a su ma- s a ig a ic o e as e ec e i "u i um e " w ic i - i e sam es e i e sam es e ese a age seque ce c eases wi age o e Ka uku sam es s a ig a ic o a si g e s a ig a ic sec io Sam es co ec e u i g o e is sim y e a e o e i sec io o e Ka uku i es 1 a 1 3 a e a co i uous e (a e ce a i; e sam es a ge om e you ges ( o o e sec- s a ig a ic a e se o is seque ce a o e oca io io o e o es e o o e Ka uku a i is co e e e wo sam es om i e 1 5 we e co ec e om e o wi a a a as w ic is ge e a y assume o e o e o e au a a e assume o e e you ges sam es a 31 ka [Lipman and Swenson, 19 ; Lockwood and e e oug ey we e co ec e om 1 o 17 me e s Lipman, 19 7] U i um e s 17 a 1 i ec y u e ie wa e e e sam es om i e 1 a e ace e a- e a a a as a occu a e o o e Ka uku au i e o e o e s ase o e eco s uc e sec io e- a a e assume o e 31 ka i age U i um e 19 is se e y Garcia et al. [ is o ume] As iscusse e ow om e ase o e Kea ekekua au [Kurz and Kammer, e iso o ic a a ese e i a e 3 sugges a a eas 1991] aci g i e ow e a a a as (a e ce o e some o e su ma i e SW a as a e o e a e a u i s 17 a 1 ; e aceme o is u i wi e- su ae ia Ka uku a i o e asa s a e e o e a e s ec o e o e Ka uku e osu es is s ecu a i e u i is co sis e wi ages g ea e a 1 - ka u e is- 9 ISO O IC E O U IO O MAU A OA O CA O
A E I Iso o ic a ace E eme a a o is o ica a a ioca o a e a a ows
sample ML55(1950) ML82(1887) 185 187 202 ML84(1868) k7-03# k7-05 K7-15 k7-31# ha82-01# Unit # 1 2 3 3 3 4 5 5 5 6 7 age(yrs)* 0 63 73 73 73 82 640 640 890 910 3HetHe 8.6 8.6 8.") 8.2 8.3 8.0 8.5 8.6 8.8 8.1 0.4 0.2 0.2 0.2 0.2 0.8 0.1 0.1 0.3 0.1 "Sr/"Sr 0.703826 0.703857 0.703857 0.703825 0.703857 0.703853 0.703930 0.703936 0.703942 0.703957 0.703950 ° P b / 2°4P b 18.11 18.16 18.13 18.11 18.14 18.14 18.08 18.10 18.09 xriPb/204Pb 15.46 15.44 15.44 15.43 15.45 15.45 15.45 15.44 15.46 / 37.91 37.88 37.85 37.82 37.88 37.88 37.85 37.85 37.87 43Nd/144Nd 0.5128945 0.512894 0.5128843 0.512903 0.5128775 0.5128327 0.512838 0.5128373 0.512827 0.5128373 MgO 8.65 8.53 22.21 15.54 8.28 15.42 Sr/Y 13.5 12.3 14.3 13.7 13.3 12.1 K/Y 133.4 122.7 145.7 160.9 154.2 156.8 Sr/Nb 31.8 30.9 32.0 26.9 29.3 26.9 K/Sr 9.9 10.0 10.2 11.7 11.6 12.9 Zr/Nb 13.2 13.5 13.1 12.3 13.2 13.4 Zr/Y 5.6 5.4 5.9 6.3 6.0 6.0 K/P 2.6 2.8 2.8 Rb 5.2 5.0 4.2 5.9 7.4 6.5 Sr 296 275 205 266 345 272 Nb 9.3 8.9 6.4 9.9 11.8 10.1 Zr 123 120 84 122 156 135 21.9 22.4 14.3 19.4 26.0 22.4 cussio o e ie e a io s geo ogica co e a e- 207pb/204pb 15 5 + 1 a 208pb/204pb = 3 5 + o ogy o ese sam es is ese e y Garcia et al. [ is ( =1 iso o ic a ios a e o ma i e o e a - o ume] a Lipman [ is o ume] i is o ume ues o Catanzaro et al. [19 ] o S 9 1 e e o- uci i i y o e s a a s gi e a o e (a use o o - Analytical Methods ma i a io u oses a e co se a i e es ima es o e wo s a a - e ia io u ce ai y o e S a iso- A a y ica me o s o e measu eme o S a o ic measu eme s gi e i a es 1-3 e S a e a e ee ese e e sew e e [Kurz et al., 19 7; Kurz a ks we e y ica y ess a 7 a 15 i- and Kammer, 19911 e iso o ic measu eme s we e cog ams es ec i e y a a e a eg igi e co i u io o ca ie ou o a iquo s o e same w o e ock sam e a e measu e a ios A o e iso o ic measu eme s e ious y use o e S a measu eme s e we e ca ie ou i e Iso o e Geoc emis y aci i y a c emis y was ca ie ou o ei e e u use ac io Woo s o e Ocea og a ic I s i u io om e c emis y o se a a e isso u io s usi g e e ium iso o es we e measu e o o i i e e oc ys s me y ac ic aci ec ique e was oa e o o e a we e a icke om c us e a sie e 1 o mm a si e i ame o a- e ou e i ame a e iso o es si e ac io s o e a as a ks we e oug y 3 5 1 1 measu e o a G 35 e ma io i a io mass s ec ome- ccS e wi a mos e ic 3 e 1 e ecause su ae ia e usi g y amic mu ico ec io e 3 /1 a ios a a ows emse es a e e e si e y egasse e o - a e ac io a io -co ec e usi g a 1 /1 a io o i es co ai e o y em a o magma ic gases e 7 19 a o ma i e o a a o a a ue o 511 u - u k o e e ium wi i e o i i es esi es wi i e i g e cou se o is s u y e a e age measu e a ue o me i c usio s [Kurz, 1993] a is e ease y c us i g in e a o a s a a was 511 51 ( = 5 vacuo; a measu eme s i a es 1-3 we e o ai e y y ica s a is ics o a i i i ua sam e u a e 1 m c us i g in vacuo. e ium measu eme s we e ca ie ou o 1 3 ( 5 S a iso o es we e i o i i es w i e e S a we e measu e o co- measu e usi g me o s esc i e e ious y [Kurz and e is i g g ou mass Garcia et al. [ is o ume] a e Kammer, 1 91] u i g e cou se o e SW measu e- s ow a ma y o i i es i e SW a as a e ou o me s e a e age measu e a ue o e S 9 7 s a - equi i ium wi e coe is i g asa ic com osi io s a a was 71 ( 19 =1 a e measu e a some o em may e e oc ys s e co e e ce e- a ues o S 9 1 we e 206pb/204pb 1 9 + 1 wee e iso o es o S a e sugges s a is KU E A 93
A E I (co i ue Iso o ic a ace E eme a a o is o ica a a ioca o a e a a ows
sam e k7-1 7- k5- 5 k7- k7-13 k5- k7- 1 k7- 7 k7- a - 5 ks 7- k5-3 U i 9 1 11 1 13 13 1 1 15 age(y s 1 1 1 3 9 5 7 3 775 775 9 9 117 31- ei e 9 9 1 3 7 9 1 1 13 1 13 1 11 + 1 1 1 1 1 1 1 1 7S /s S 7 395 7 3913 7 393 7 3917 7 39 5 7 3 3 7 3779 7 39 7 7 3 1 7 3 3 7 3775 ° / c 1 15 1 1 1 11 1 1 1 19 1 1 1 1 1 1 1 1 7 1 9 m / 15 15 7 15 7 15 5 15 3 15 15 5 15 5 15 15 3 15 5 ° / c 37 93 37 93 37 9 37 5 37 37 37 37 37 37 37 1 3 /I 51 1 51 5 51 3 51 53 51 915 51 35 51 7 51 3 51 9 51 51 51 3 MgO 1 75 1 9 5 1 7 59 15 59 15 7 57 S /Y 13 13 5 11 5 15 7 13 15 1 5 1 1 7 K/Y 1 3 5 1 5 119 5 1 5 1 5 13 11 115 131 S / 31 7 3 7 5 35 33 37 3 1 9 9 3 K/S 1 5 1 1 5 9 9 9 3 9 1 1 3 / 13 3 13 7 13 13 3 1 9 13 1 13 1 7 /Y 5 7 5 7 5 5 5 5 5 5 5 7 5 K/ 3 3 1 5 3 1 7 9 3 3 5 5 1 5 3 9 5 1 5 S 3 1 3 1 17 3 57 3 1 3 3 9 5 9 9 7 9 7 9 7 1 7 9 1 13 1 117 113 1 7 1 1 137 Y 1 3 1 9 19 19 3 1 19 1 7 3 7
e o es sam es o w ic e ace e eme a a we e o ai e om a i e e su sam e o e same a a ow Mos o e S a e measu eme s om Ku a Kamme (1991 o a ioca o a 1 C ages a e e o e e a i e o ca e a yea 195
A E Iso o ic a ace E eme a a om Ka uku a i o e asa s
sam e k5-3 k5-11 k5- 3 k7-3 k7- k7- k7- 7 1(7- 9 k7- K7-19 k7- U i 1 17 1 19 1 3 5 age(y s 15 31 31 Kea ekeku Ka uku Ka u cu Ka uku Ka uku Ka uku i o e i o e e e 1 1 15 7 1 17 1 15 1 5 + 1 1 1 1 7S / S 7 3 91 7 3 9 7 373 7 37 7 3 7 7 3 9 7 3 75 7 3 7 7 3 9 7 37 7 375 ° / 1 17 1 17 1 19 1 1 13 1 1 1 1 19 1 1 7 / 15 15 5 15 5 15 3 15 3 15 7 15 5 15 15 3 / 37 93 37 91 37 95 37 9 37 37 9 37 9 37 9 37 93 1 3 /I 51 31 51 915 51 9 51 9 5 51 93 51 9 7 51 9 1 51 93 51 917 51 9 Mg (wg 7 9 51 19 77 17 9 7 19 5 1 11 33 S /y 1 11 7 1 1 11 1 11 1 3 K/Y 117 5 7 113 1 9 7 39 S / 3 31 1 3 1 7 7 3 1 K/S 9 3 9 3 1 1 3 / 13 9 13 15 13 3 13 9 1 9 11 5 /Y 5 5 1 5 5 5 5 9 5 K/ 9 1 3 5 9 1 1 ( m 5 1 3 7 3 5 3 1 S ( m 1 1 19 13 91 199 7 7 ( m 9 3 1 5 9 1 5 7 1 9 9 5 ( m 1 9 3 91 1 99 11 1 9 Y ( m 3 1 1 17 5 9 1 3 1 7
e o es sam es o w ic e ace e eme a a we e o ai e om a i e e su sam e o e same a a ow Mos o e S a e measu eme s om Ku a Kamme (1991
•
u C 1- - C CA C u - o o ? -- c °I S CS C W 1 7 C c °° - i a; i u g c 1 - - gi c - - - c oo u c I -1 - ■ C
0 c c cq o c oo - - u oo oo oo C e oo " • • • • • 1 -1 • 71 • u 00 c CA C C I A e „ u „ c „ oo u oo ( c cm co CA o „ c ;
1 I o o q c c ■ c oo c oo cs■ oo - o I - s - mO m y oo c • C u - 7 • C; • - - • • oo• - o • •( c C co • „ - 4 v, . r..... l n , , , oo o . . , , .■ , 4 c — - -■ c o - I U
c 11 oo u A o c Ci C - i CA oo A c c w c " - u •
c c oo u e - oo A 1 I oo u °° ; C 71 C M cA cA c ; g -_ " oo i g; - CA c CM „ o „ u c ;
i o — o o C - o - 1 I-- c C A I I Co CA C e C - cA c ; ci ; i ; - c - - --1m 1 1 A - • o • • C „ U • 1 -- - - 1 ■-• I 4 ci ci
I C c oo C o Co C A A C o o c e ki • • oo oo c c u g C c • CA C A „„ oo • ki • --• CA CA o o I 1-1
en C u - o CA o I o CA C o C - c u o CI■ C m c C CA °° c c i c - °° i e cA „„ I c " e C 1 1
I A o CA c I (-A c c o cA o A o I I o A C? C C ,4 i - °° i oo un oo c c oo A „ C I ••71-
I In - cA c c o CA oo - 1- c I o - C oo - A E ( c5 C7 o U - c oo c5 cs; i c c 7 cA O -- 4 ... ., u-; gi ci -- c oo - - 1 - c - O u c ■
c c o ? ( _ 7 o A A o A - i c5 O C 1 CI 11 CA „; _ _ u ; ( i o ; ,4 7 CA - e - - o c -- -- 5 I u c5 c5
I I CA og A u u - oo C - CA - o CA 1 1 C CA - C c5 a c; (-1 71- ; 7 c 4 ei cA C °1 o „ 44 ( „.: , oo o - cA c c CA C / -1 O -1 c5 c
C C c - CA 7I- A i C - - - (-1 - C I " ci c - _? c 7-o 7 3 c - 7- C -■ c c oo c -- -- c ;IA - 1 c" " i c° s (7 Ii - 5 u u v6 e5
O -- O • - „ E 3 g „„9 ( m 1 1 1 — - (11 = •■ " 13 a a a a c 5 5 „ c U•I " _ E - e - _ - a i -i o i q A 7 c cii c 5 › KU E A 95 is a mi o o em a a e e i e o i i es a e e oc- e age u ce ai ies i is qui e ossi e a e you ges ys s wi es ec o ma o e eme s e e ium wi i SW a as o e a i age wi e o es Ka uku a i- em is c ose y e a e o e a as w ic ca y em o e asa s owe e e Mau a oa iso o ic e s a e ace e eme a a o e Mau a oa sam es e- e eme y we e i e sugges i g a iso o ic measu e- se e i e a es we e measu e usi g - ay uo es- me s a e use u as a age co s ai igu e 3 a so i us- ce ce ( s ec ome y a U i e si y o Massac use s a es a e is o o ic com osi io s o e you ges a as [ o es 19 3; 19 ] O y key ace e eme a a a e e ia e sig i ica y om e e ou o e SW a ese e e e; a mo e com e e iscussio o ma o a o e Ka uku a as e " e " i e S - e iag am e- ace e eme a u a ces wi e ese e e sew e e i e y sam es you ge a ka was e ious y i e - e e o e ec i os e ic i ue ce [Ku 1993] 3 ESU S A ISCUSSIO Some o e su ma i e SW sam es i e sig i ica y om e su ae ia sam es i iso o es a o a esse 3 1 em o a Iso o ic E o u io o Mau a oa eg ee i S iso o es ( igu es a 3 e e a iso o ic a ues a e simi a o e Ka uku a i o e a- e S a e iso o ic a a om a es 1-3 a e 1 summa i e i igu e ecause e e ac ages o e • C a e / is o ica i o e Ka uku • Su ma i e SW i Ka uku a i o e asa s a e su ma i e sam es a e 0 Ka o k ow e a is i is iag am is e s a ig a ic a 1 3 - o• • • o e as e ese e y e u i um e We em asi e • ••• a e e a e co si e a e u ce ai ies i e 1 - • _ i± o _ 1 • • coco occ • ••• s a ig a ic o e a a use o u i um e o o i g •$• S Os - 1 1 • u oses oes o im y a e age seque ce is co i u- I I ous As iscusse a o e wi ou age e e mi a io s i is a - ••• •• • _ im ossi e o e a ua e e assum io a e i o e a- A 1 • • 15 C° - sa s a e o e a e Ka uku asa s o a e e may • e o e a e wee su ae ia Ka uku a e su ma i e • - • SW sam es e you ges ows a e is o ica o a io- ci 1 ••••• ca o a e a e ages a e gi e i a e 1 ■ ■■■■■■■Iiii i iiiii e • e e a e co e e em o a a ia io s wi es ec o c 5 7 39 • a e iso o e sys ems a icu a y i e age a ge ea cc • •• • ° ? 7 3 _ • 1 ka (i ica e y e o e i e i igu e e 7 37 co c • 3 e/ e a ios a e ig es i a as o e a 1 ka w ic Go e (9 • •■••• CO •• I± a a e assume e e o e a e o e ec ease o e o s o 7 3 - ,,,,,, 1 sig a a a ime e ew iso o ic a a s ow a I, • o • •• • ow 1 3 /1 a ios co e a e wi ig 7S / S a 51 9 • •••• •• _ - e o es sam es a e e ig es iso o e a ios a •• •S •• a a so is ays a im o a s i a —1 ka ow- •• e ce e ium $••• • i± o e e a e iso o ic sys ems is ay im o - • a s i s e wee e is o ica a a ioca o a e 51 ows w ic emo s a es a e a ia io s o o sim- 1 3 e a i e Age (u i y e ec a sim e "s u o o e o s o as wou e i e e om e e ium iso o es a o e igu e Iso o ic com osi io o Mau a oa a as ace i a e iso o ic a a s o g y su o e i e e s a ig a- s a ig a ic amewo k ume ica ages a e k ow o y o y ecause e a a om e SW sam es e e e ose a a e ess a 3 ka o age (so i iamo sym o s see iso o ic e s ou o e 1 C a e a Ka uku asa a es 1 a e a is is e u i um e om a es 1-3 is is i us a e i igu e 3 w e e e a ows i ica e wi ig e u i um e s a i g g ea e age ( o e i e i i- ca es 1 ka e a ows i ica e e ume ecay a i e e em o a iso o ic e o u io [see Ku a Kamme w ic is em i ica y e i e as e age a w ic e ume iso- 1991; Ku 1993] e iso o ic a a o e su ma i e o ic sig a u e as ec ease o a i s ma imum a ue (o i - SW a as a e co sis e wi e y o esis a ma y o c ease i e case o S o e a e o es a as a e e em a e o e a e Ka uku a i o e asa s e e mos a ioge ic e a si io a —1 ka is a i u e o i- is co si e a e o e a i iso o ic com osi io s a ue o mi is e i ue ce o e ume 9 ISO O IC E O U IO O MAU A OA O CA O
• Su ma i e SW i Ka uku/ i o e • 1 C a e / is o ica you ge a a ows w i e S a e i e sig i i- 1 ca y e imi g e i e om is a oac is a so s ecu a i e ue o e ack o geoc o o ogy o e o e ows e ages o e Ka uku a i o e a as a e as- sume o e 1 - ka [Lipman et al., 199 1 a so we ca o y s a e a e ma o s i o iso o es occu e a 1 ka e ma o s i i e iso o es e e o e oc- cu e a e y i e e imes g ea e a 1 ka o a --1 ka o e a 9 ka o S a 7 7 ka o e e a e a um e o u ce ai ies i es a is i g imi g i e e ces e wee e iso o es i s e y- o esis a e o s o "s u o a i e e imes is ase o e assum io a ig 3 e/ e a ios a e iag- os ic o e ume a a e geoc emica a si io ea 1 ka i e iso o es e ese s isa ea a ce o e -a ume com o e igu es a 3 s ow a S a 51 9 iso o es a so a ie sig i ica y after e " a si io " a e assum io a e ume com o e isa ea e
1 51 • C a e / is o ica i o e Ka uku • Su ma i e SW i 7 3 7 3 7 7S / S • o c 35 • • •• igu e 3 S s e a iso o es o Mau a oa a as • • + o 3 • c ■•••• wi i e e ie s e o i g i e e age a ges (see igu e -5 •• • • - e com e em o a e o u io is i ica e y e a ows w ic 5 • • •• NO i ica e ime e o u io owa e ese ay e osi io o I III IIII_ II IIIIIIIII IIIIIIIII I e SW sam es i a o ese iag ams is co sis e wi ei 1 age assig me as o e a e Ka uku a i o e sam es • • E o a s a e a (e o o 3 e/ e is y ica y sma e a 1 - • • • •• • -• • " • - _ • • ••es • • sym o s 1 o •• ••• 1 • sa s u e iso o ic a ios ou i e SW sam es • a e e mos a ioge ic e e e o e o Mau a oa As- •• • sumi g a e ec ease i 3 e/ e a i c ease i •• • • ow " • o o • 7S / S ea 1 ka is ue o e s u o o e o s o • • • •O • • • ■-1 — a a e su ma i e SW a as a e mos e ese a i e 5 ° o e ume iso o ic com osi io e e iso o ic 111111 I mII 11$11■1111111 111111111 1 sig a u e o e o s o isa ea e earlier a e o e iso o ic sig a s is is i us a e y e a ows i igu e • 1 w ic i ica e e ime a w ic e " ume sig a " e- • •• •• • • • c ease o 1/ o i s ma imum (i e e u i um e w ic • so 111 C 1 • • _ • • 1• as e a ue c oses o 1/ e ma imum mi us e mi i- • O • mum iso o ic a io e aceme o e a ows i ig- 1 u e ig y se si i e o e c oice o ma imum a 1 3 mi imum a ues a e e is sig i ica o e a e wee e a i e Age (u i e SW a Ka uku a as owe e assumi g a e igu e S / / /Y a S /Y a ia io s as a u c io ig es iso o ic com osi io s e ese e ume e o s a ig a ic age o e a o S / a / a e sig i i- iso o es we e e i s o ec ease o owe y e S ca y owe i some o e su ma i e sou wes i a as w ic a iso o es o e am e a 1 ka ( as e i e i a e assume e e o e e o es sam es om Mau a oa E - igu e e iso o ic a ues a e simi a o ose i o a s a e a
KU E A 97
1 a e 1 ka is ase so e y o e e ium a a Wi e • C a e / is o ica i o e Ka uku • Su ma i e SW i e ce io o e ium e iso o e a ace e eme a ios (see e ow o o s ow a mo o o ic ec ease wi ime • I a i io e iso o es a e ig y a ia e wi i e ••• • •• su ma i e SW a as a o o s ow a sim e ••• • •• _ coo • s a ig a ic ec ease i a y e imi g is ase o a - • • 7 o • ••• • ••• o • e a i e y s a se a a se e wee a o ima e y 7 a • ka e a a e imi g i e e ces ca a so e se si i e o • • • e co as e wee e ume a e o e ma e • cc • • • • •••••• ■• sou ces w ic e a es o us o e i e e ces i iso- - • • • cc • • o ic com osi io u a so o e eme a co ce a io s i • c o e i e e sou ces e o a iso o ic a ia io is o y 5 s a a e ia io s o e measu eme u ce - 1 I I I I I I I I I I I I I II I I I o ai y a may e mo e easi y a ec e y co ce a io — 1 • i e e ces e wee e i e e ma e sou ces 1 •• • o • q 1 o 11111_ ■ • • • ••• ••• ow- 3 Temporal Trace Element Variations 1 -• •• co• •° I i I com a i e ace e eme s a so a y sys ema ica y o 3 - simi a ime sca es as e iso o es igu e s ows a • 3 - • • / a S / a e owe i some o e SW a as a • ••• • i a y o e a ioca o a e o is o ica sam es e c / 5 3 •S o cco° • •• • • e• • • o • •• • Ka uku asa s a e a si io a e wee e o es a io- • ca o a e ows a e SW a as a e o es a- 1 3 ioca o a e ows a e e ig es / a S / e a i e Age (u i As wi e iso o es e e a e a so im o a a ia io s i e you ge a a ows o ime sca es as s o as 1 yea s igu e 5 a ia io s i e ac io a io co ec e co ce a io s [see a so Rhodes and Hart, is o ume] a ios i o i g o Y a S as a u c io o s a ig a ic age e ace e mo e com a i e e eme s suc as /Y a S /Y ( /Y e eme s a e o ma i e o MgO co e o 7 o co sis e cy s ou co e a e wi Sm/Y s ow ess a ia i i y i e wi Rhodes and Hart [ is o ume] a oug i is ossi e a o es a as Mos o e a ia i i y wi i ese a ios is e a e a magmas a e sig i ica y mo e mag esia a is [Garcia et al., is o ume] e ca cu a io s assume a e ou wi i e you ges a as a e a ioca o a e o i i e c ys a i e a e o( 7 a a ey co ai o ace ows a e sig i ica y higher S /Y a /Y e eme s Measu eme u ce ai ies a e simi a i si e o e e a ia io s wi es ec o / a S / i e sym o s o e e eme a a u a ces o e ows a e ima i y e a e o co ce a io s e- cause e e a ea s o e i e em o a a ia io i e ac io a io co ec e co ce a io s o e o e e eme s o e o e a i io coe icie s (K o e e eme s i e SW a as igu e 5 s ows e ac io a io o - iscusse e e s ou e S Y as- ma i e ( o 7 MgO co ce a io s o S Y a sumi g a me i g occu s i e ga e s a i i y ie [see ase o e assum io a o i i e emo a a Hart and Dunn, 1993; Hauri et al., 199 ] is o e is a i io a e e o y co o s o e ima y ace e eme co sis e wi (a e iso o ic a ia io s u o co ce a io [e g Wright, 1971] e SW a as a e wi e Y a S a a o e am e e S /Y a ig e (MgO o ma i e co ce a io s w i e e /Y a ios a e ig e i e you ges a as w ic is e o e e eme s s ow i e a ia i i y i is age a ge o osi e o w a wou e e ec e om me i g e e io e you ges a as owe e a e ig e ac io a io o e ume e iso o ic a a sugges i e e ma e co ec e S a co ce a io s sou ces o ese a as a e ace e eme a ia io s O e ossi e easo o e i e e ces e wee e ace may a so e cause y i e e sou ce co ce a io s e eme s is a ey a e i e i g eg ees o i com a i- mi i g ocesses o a ia io s i me i g a ame e s i i y wi es ec o si ica e/me a i io i g a a e e - Co si e a io o e /S a ios a S iso o es sugges s ac e a i e e a es om e u we i g ume e mi i g o sou ces o me s ays a o e i e a ia io s 9 ISO O IC E O U IO O MAU A OA O CA O
7 wee 7S / S a ace e eme a ios i o i g e a - ka is suc as S /Y a K/Y u not wi ace e eme a ios i o i g is sugges s a e ace e eme a ia io s i e you ges Mau a oa ows may e o- uce y i e e mec a isms a ose go e i g e a ia io s ou i o e a as igu e 7 s ows a e e is a o e a co e a io e wee / a e iso o es u a e e within i i i ua age g ou s is o ogo- 7 3 a o e o e a e e sam es wi ig es / ( e you ges o es a e e ig es 7S / S u e e- 7 e se is ue wi i eac o e age g ou s (see o e am e e Ka uku sam es e is i c io e wee e is o i- ca a o g e m e s is u e i us a e y e co e- coC a io e wee 7S / S a S /Y o se e o e co 7 3 is o ica ows [Rhodes and Hart, is o ume] su e im- ose o a a o e o ge ime sca e ese e e e (see CO igu e e a a o e o e sam es i c u i g ose om e SW (see a so Garcia et al., [ is o ume] is- 7 3 3 1 / S (7 igu e 7S / S as a u c io o /S a 1/S e ack o a e a io s i e wee 7S / S a /S emo s a es a e /S a ios i e a as o o e ec e ime i eg a e sou ce a ues e co e a io e wee 7S / S a 1/S sugges s a mi i g o ma e sou ces ays a o e i e iso o ic a ace e eme a ia io s o e a ig e S co ce a io s a e ou i e you ge a as (see a so igu e 5 Se e a o e Ka uku a as a e e y ow /S a ios ue o oss u i g su ae ia wea e i g A ows e o e em o a e o u io o e i e e 7 39 age g ou s as i igu e 3 e° 7 3 ( igu e e a se ce o a e a io s i e wee 5 7 37 7S / S a /S emo s a es a e /S a ios i co e a as o o e ec e ime i eg a e sou ce a ues 7 3 a mus a e ee a e e y mi i g a me i g oc- esses e co e a io e wee 7S / S a 1/S su o s e y o esis a mi i g o ma e sou ces o me s ays •q- - 1 3 a o e a s ows a ig e S co ce a io s c a ac e - 1 i e e ma e sou ce o e you ge a as us e ig - S /Y a /Y ou i e you ges a as may e ec co 1 1 ig e S a co ce a io s i e sou ce egio ( 1 w ic is a so co sis e wi e ac io a io co ec e S 1 a (see igu e 5 5 15 A oug e c a ge ea 1 ka is e e e o e e as a " a si io " a a ese e y Rhodes and Hart [ is o - igu e 7 / o e wi es ec o e iso o es o S a ume] a e a a om e you ges a as i igu es e o Mau a oa a Ki auea e a ows i e o wo ia- a (i c u i g some is o ica ows o i e c ea e i- g ams e o e e em o a e o u io wi a ows oi i g o- e ce o s o e ime sca e a ia io s Rhodes and Hart wa you ge ages (as i igu e 3 ; a ows a is i c ie s a e [ is o ume] ou co e a io s wi i e is o ica ows omi e om e owe iag am o c a i y E o a s i owe a a e is i c om ose i us a e y igu e 7 i e e- e a e a KU E A 99
ay co si e a y mo e sca e w ic a so o a y e a es 7 o e i e e sam i g i e a s o es a a [ is o ume] a i u e e i ea e o e is o ica a a 7 39 ( igu e o mi i g e wee wo ima y me s I is ( ossi e a e i ea is o ica e e ec s a ia io s co(c 7 3 i me i g a ame e s ( e a eg ee o a ia me - i g ima i y e ec e i e ace e eme a ios w i e C i - 7 37 o es & a co • is S u y e a ge iso o ic a ia i i y o e e o ge ime sca e • 1 C a e ima i y e ec s c a ges i e ma e sou ce 7 3 o Ka uku I summa y e " a si io " i Mau a oa iso o e geo- • Su ma i e SW c emis y is a so ou wi es ec o some ace e eme s 7 35 1 111 1 I 13 1 15 1 17 (see igu es a 5 e e is co si e a e sca e i e S Y a a a e e a e c ea y s o e ime sca e a ia io s u e co ce a io s a e ig es i e su ma i e SW igu e A com a iso o S /Y a 7S / S o Mau a oa a as e a ia io s occu wi a imi g simi a o e a as e ie o is o ica e c oses o a a om a e 1 a iso o es a e a si io o ow co ce a io s ose o o es a a [ is o ume] a s ows e is i c- ece es ose ou o e S a iso o es [ es i e io e wee e is o ica a o ge e m e s e sca e wi i e a a om s i ma i e SW a as a wo-way - es sugges s a as a o u a io ey a e is- co ce a io s a iso o es a e ea ie a ose o i c om e su ae ia Ka uku a as (a e 99 co i- e S a iso o es e e is co si e a e sca e wi e ce i e a wi es ec o / S / a es ec o co ce a io a iso o es u e ig - iso o es ] e e o e e c a ge i Mau a oa geoc emis- es a ues a e ou i sam es om e su ma i e SW y occu s i s o iso o es a co ce a io s o - We sugges a e a ges a ia io s e a e o e ec ease owe y e iso o es o e S a (i a o e i e ume sig a i ica e y e e ium iso o es e e a si io o e S a occu s a a o ima e y i e e imi g cou e a ia y e a e o eg ee o i - 1 ka; e a si io i a occu e a eas 1 ka com a i i i y ecause a a e ig y i com a i e ea ie assumi g a e ages o e Ka uku asa s a e e eme s is wou sugges a e a io s i e wee e i- e wee 1 a ka [ i ma e a 199 ] I co as cie cy o e ac io om e u we i g me i g co um o e co ce a io s o S a Y is ay e a g- wi e mos i com a i e e eme s emo e i s e es a ia i i y wi i e you ges a a ows sugges i g S Y a co ce a io a a a e o co sis e wi a e em o a ace e eme a iso o ic a ia i i y is is e a a io ecause ese e eme s s ow mo e a ia- o sim y e a e o eg ee o i com a i i i y io i e you ge a as (a i e o osi e i ec io e - ec e om me i g e ec s a o co e a io o e 3 3 Mec a isms o em o a a ia i i y iso o ic a ia io s i e o e a as owe e e ac- io a io co ec e co ce a io a a a e a ec e y a- e mos easo a e e a a io o e a ge em o a ame e s a a e esse a ec s o e iso o e a ios suc iso o ic a ia io s a Mau a oa a eas ose ou ea as i i ia co ce a io s i e i e e sou ces a e- 1 ka i age is a ey e a e o mo eme o Mau a oa g ee a e o a ia me i g I is ossi e o e - o e e o s o e aci ic a e is mo i g a a a e age am e o mi wo ma e sou ces a i g i e e s ee o — 1 cm/yea a e y ica o ma io ime o 7S / S u e y simi a S co ce a io s w ic cou awaiia o ca oes is e wee 5 ka a 1 Ma esu i a a a e ecou i g o e iso o e a io a [ ockwoo a i ma 19 7; Moo e a C ague 199 ; co ce a io a a i ma is o ume] so i is o u easo a e a Mau a Os iso o ic a a o i e a im o a a gume a e oa as ece y ee emo e om ume i ue ce imi g o e iso o ic (a a ia io s a e o e i e y e e a e ma y geo ogica a gume s sugges i g a ece cause y i e i g eg ees o i com a i i i y a se ec i e ec ease i e u io a es [ i ma is o ume] a e e emo a y me i g Os is a com a i e e eme wi e- is a a ge c a ge i e u io a es a 1 ka a coi ci es s ec o si ica e me i g a i i com a i i i y (a esu - wi e imi g o e geoc emica a ia io s [ ockwoo a e ac io e icie cy we e e ima y co o o e is o ume] ase o 3 e e e ume i ue ce iso o ic a ia io s e Os wou e e as iso o ic sig- imi is e sig i ica y a —1 ka e o e a a (e g a o e emo e om e ume owe e e Os iso- igu es a 5 s ows a e a ges a ia io s i o ic a a o Mau a oa s ow a co e a io wi S a 3 ISO O IC E O U IO O MAU A OA O CA O
O'Nions, 1991; Watson, 1993] As me io e a o e a - oug some o e e eme s s ow imi g a ia io s i o - e o com a i i i y ( e S o e s o o e Os iso o es ese se e e o ems o e co a io mo e s as iscusse a o e ecause Os is a com a i e e eme u co e a es wi S [Hauri et al., 199 ] e wo-sou ce me e co a io mo e a so ca o e ai e 15 iso o es is is s ow i igu e 9 w ic i us a es 3 a oi i seamou a as a e i e me ia e e wee Mau a oa a Ki auea a e e o e ca o e ese o e o e wo e -mem e s co a ic i g e ium iso o ic e i e ce a oi i is a e -mem e A i io a y a y wo com- o e mi i g i a - iag am wi o uce a s aig i e a e co a io ca o o uce " oo s" (o e ki s ow i igu e 3 o e o e iso o es wi es ec o 1 1 1 iso o es igu e 9 s ows a e Mau a oa a a a o e o / o e i e a s aig i e (see e 208pb/204Pb a ia io s Co si e a io o e iso o ic a a o o e awaiia igu e 9 iso o ic a a o e is a o awaii O y a a o s ie o eii es a e o e e e i o e o a ow com a iso o ca oes ( o s ow i igu e 9 suc as a eaka a a e wee e i e e s ie s a a sou ces Mau a oa ( is Koo au a so s ow sig i ica e ia io s om a sim e s u y Ki auea a ua a ai (u u is e a a om is a o a- mi i g i e w ic e c u es a wo sou ce mi i g mo e o y Mau a Kea [Ya g e a 199 ] Ko a a [ a sumo o 197 ] A i io a ace e eme co s ai s o me e co a io oi i seamou [S au ige e a 19 ] mo e a e ee iscusse y Frey and Rhodes [1993] a wi o e e iewe e e I is su icie o co c u e simi a em o a a ia io s o ose s ow i igu e o a a wo com o e me e co a io mo e o e y e S [Hauri and Kurz, 199 ; Hauri et al., 199 ] iscusse y McKenzie and O'Nions [1991] ca o e ai e is i c iso o ic a ace e eme e s o se e e em o a e o u io o Mau a oa o e is o ica ows ( igu e as we as e sca e ese a gume s o o e c u e me mig a io a wi i e su ma i e SW a as s o g y sugges a so i -me i e ac io as im o a ocesses wi i e e e a e se e a ime sca es o a ia i i y e 1 o 1 awaiia ma e Some o e em o a a ia i i y o ka a ia io s a e a i u e o mo eme o Mau a oa Mau a oa may e e a e o eg ee o i com a i i i y a away om e o s o e s o e ime sca e a ia io s e ce o me e co a io e e icacy wi w ic me i g may e a e o e geome y o e e e oge eous ume o emo es e eme s om e ume a a so e e e o o e ocesses o me i g a me mig a io e is- w ic e me s i e ac wi e o e yi g ma e co um o ica a as a e ace e eme a ia io s a a e a mos e iso o ic a a sugges a e em o a a ia i i y may as a ge as e e i e Mau a oa a ge u e iso o ic a so e a e o co ce a io i e e ces e wee e a ious a ia io s a e muc sma e (see igu e w ic may sou ces I seems mos ike y a a e mo io ca ies e im y a g ea e i ue ce o e me i g ocesses e o ca o away om e o s o sou ce a a e em o- a ia io s i S /Y may e a e o o i e i g amou s o a geoc emica a ia io s a e o uce y a com i a io esi ua ga e wi i e sou ce o o a ia io s i S /Y o ese e ec s e a ges iso o ic a ia io s occu wi i e i e e sou ces Se a a i g e e ec s o —1 ka io o e S a e ecay a e aci ic sou ce e e oge ei y e sus me i g a ame e s wi e- a e wou a e mo e o y 1 km i is ime e io qui e a i io a ma o a ace e eme a a a is e- w ic equi es a e a i e y sma sca e o ma e e e oge- yo e sco e o is a e Garcia et al. [ is o ume] ei y a e s ow a g asses om e SW a e simi a ma o e eme com osi io s o su ae ia Mau a oa w ic 3 Comparison with Adjacent Volcanoes wou sugges o y mi o c a ges i me i g a ame e s o e e ime e io iscusse e e ecause e ew SW a a e e e k ow iso o ic I as ee sugges e a me e co a io a mi i g a ace e eme a ge o Mau a oa i is im o a o e wee wo is i c sou ces cou e ai e iso o ic a com a e ese a a wi a ace awaiia o ca oes ace e eme a ia io s i awaii [McKenzie and e ace e eme a iso o e geoc emis y o awaiia KU E A 3 1 s ie o eii es as ee e e si e y s u ie [e g Wright, Is a o awaii 1971; Tatsumoto, 197 ; Hofman et al., 19 ; Budahn and Schmitt, 19 ; Tilling et al., 19 7; Garcia et al., 19 9; Frey and Rhodes, 1993; Frey et al., 199 ; Leeman et al., 199 ; Yang et al., 199 ] a eac s ie as a a e y is i c geoc emica c a ac e is ics w ic may e a e o LOA Mau a oa i e e ces i o e ma e sou ce a e ysica Sou Wes i ocesses i o e e su ae ia a as o Ki auea a ua a ai Mau a oa e o y wo ese y ac i e o ca oes o e Mau a oa is a a e geoc emica y is i c e e oug ey a e A( / [Rhodes et al., o y 3 - ki ome e s a a 19 9] ow- GQW e e ase o e ace e eme a a ese e e e e I I su ma i e SW a as w ic a e esume o e e o - 5 es a e e c oses o e a ues ou o Ki auea (see ig- u e 7 e o es Mau a oa sam es a so a e iso o ic sig a u es c oses o ose o Ki auea a e age e sugges s a co e ge ce i e geoc emis y o o e sam- oi i es e o e a e wee e Mau a oa SW a Ki auea com osi io s is su o e y e ace e eme a a ese e y Garcia et al. [ is o ume] u oes o ecessa i y e e o e ma o e eme s e a a e- se e e e i us a e e im o a ce o em o a e o u io o com a iso e wee e i e e s ie o ca oes ase o e ig 3 ei e ou a oi i seamou we 7 3 7 3 7 3 7 a e o ose a oi i iso o ic a a e ese e c oses 8 Sr 86Sr a o ima io o a u egasse ume "e -mem e " o awaii [Kurz et al., 19 ; Kurz et al., 19 3; Kurz and igu e 1 A com a iso o e S a e iso o ic com o- Kammer, 1991; Kurz, 1993] oi i is a so e you ges si io s o o eii es o e is a o awaii o e a is ig- o ca o i e a c i e ago sugges i g a e ig u e e c u es e a ka i asa a a o Mau a Kea ua a ai a Ko a a a a sou ces o oi i seamou Kurz et al., 19 3; [Kurz et al., 3 e/ e a ios a e e a e o o ca o e o u io Staudigel et al., 19 ; Ki auea a ua a ai u u is e a a 19 3; Kurz et al., 19 7] e ew a a om SW o is a o a o y; Mau a Kea Kurz et al., 199 ; Ko a a- Stille et Mau a oa su o is y o esis ecause e o es a as al., 19 ; Graham et al., 199 ] A oug e e a e ee mo e a e e ig es 3 e e (see igu e 1 a e i e a ece iso o ic s u ies o oi i seamou [Garcia et al., 1993] e w ic is c ose o e iso o ic com osi io o oi i e a a o e i is igu e (a i igu e 9 a e ose sam es seamou a a y o e you ge a as I a i io a o w ic e ium a o e iso o ic a a coe is o e same awaiia o ca oes a e ig e 3 e e i e o es sam es o eii ic a as a i e associa e a ka i asa s A ese ese ge e a i a io s a e ase o s a ig a ic Mau a oa ua a ai Ma uko a Ka oo awe a ai a s u ies a a eaka a ua a ai Mau a Kea Ki auea a Wes Mo okai e ese i g e sou e " oa" e a Mau a oa [Kurz et al., 19 7; Kurz and Kammer, 1991; Ki auea Mau a Kea Ko a a a eaka a Wes Maui a Kurz, 1993; u u is e a a is a o a o y] A o ese Eas Mo okai e ese i g e o e "Kea" e (e g esu s s o g y su o e ma e ume mo e as o igi- Jackson et al., [197 ]; see i se igu e 1 Tatsumoto a y o mu a e y Wilson [1963] a Morgan [1971], [197 ] o ice a e Kea e o ca oes o e is a a icu a y i ig 3 e/ e a ios e ec u egasse o awaii a mo e a ioge ic iso o e a ios a was ma e sou ces (i e ose a i g ig e/( +U e i - e i s o e a e iso o e geoc emis y o e e is e ce o i g om e owe ma e [e g Kurz et al., 19 ] e wo c ai s e sugges e a e oa o ca oes e e- e ew a a om e SW o Mau a oa a e a se e e ima y e essio o e u we i g ume a ea i g o e e a io s i e wee e wo a a e c ai s a e o ca oes i e Kea e we e mo e a ec e y a o m e awaiia a c i e ago I e is a s sou i os e ic co ami a io (w ic y i e e ce a ig eas o e Mo okai ac u e o e e o ca oes a e a - U/ ue o owe u we i g a e u io a es a e a e i ime e wee e wo c ai s wi oi i g ea e i e ac io wi e i os e e A ese is 302 ISOTOPIC EVOLUTION OF MAUNA LOA VOLCANO
y o esis emai s s ecu a i e; o com e e si e e a- cusse e ow e "com o e " e ese e y iso o ic a io as e e ee o e e o e e is e ce o e wo com osi io s simi a o Koo au a a e s age Mau a oa c ai s a i is u c ea i ey a e o uce y i o- may e e ai e y e ai e as e os e e o i o- s e ic oa i g o ma e ocesses s e e A oug is com o e is c ea y associa e wi e iso o ic a a om Mau a oa su o a sumo o s e ume a /o i s i e ac io wi e i os e e e sugges io a e oa a Kea e s a e is i guis e a a ese e e e sugges i is o e mos o ume i- wi es ec o iso o ic com osi io o e is a o a- ca y im o a co i u o o awaiia s ie s a waii (wi Kea e o ca oes a i g mo e a ioge ic o a y oes o e ese e ume i se e ew a a om e SW a e a icu a y im o - O e im o a im ica io o e a a ese e e e is a ecause ey i us a e a e iso o ic a ace e e- a a may e e i s e eme s o e emo e me com osi io s e o co e ge o e o e s ie om e u we i g ume is co c usio mus e ui i g o eii es a a e geoc emica i e e ce iewe as ig y s ecu a i e i ig o e iso o ic e i- e wee e oa a Kea e s is ima i y a a e s age e ce o mi i g e wee i e e ma e sou ces a e ime e e e e ec e o es a as om Ki auea a ossi i i y a e i e e imi g o c a ges i a Mau a oa a e mos simi a o oi i u e as 3 ka o ( e a i e o e S a is sim y cause y co ce - Mau a oa e u io s a e i e ge sig i ica y as e- a io i e e ces e wee e sou ces W e e e o e ec e i ig e 7S / S a owe 3 e/ e a ios (see o e e io is cause y mi i g o me si ica e a i io - igu e 1 igu e 1 sugges s a e S a e iso o es i g e co e e ce e wee e ium a e o e e eme s ca e use o is i guis e oa a Kea e o ca- s o g y sugges s a e ysica co o o e ium iso- oes wi ig 3 e/ e i ica i e o ume i ue ce I o es wi i e me i g egio is simi a o o e e e- is u c ea ow o us is o se a io is ecause e e is me s e e o e e e is i e easo o i oke u usua i e a a om e o e o ca oes i e a c i e ago a ocesses suc as a o ase a s e o me asoma ism mig e use o e a ua e i e Mau a oa a a emo - [e g Vance et al., 199 ] o " ecou e" e ium I seems s a e ow im o a e em o a e o u io o a si g e e eme y ike y a e ium e a es as a i com a i e o ca o is o suc com a iso s; i is o ema ic o com- e eme wi es ec o me /si ica e a i io i g w ic is a e o ca oes a i e e s ages o ei e o u io e e a so sugges e y e oc ys /g ass a i io i g [Kurz, oug ey may e o eii ic s ie s 1993] e e o e e Mau a oa geoc emica a a o e i e su o o mo e s w ic isca e e ium iso o ic IM ICA IO S e i e ce [e g Hofmann, 19 ]
1 Geochemistry of Hawaiian Basalts Models for the Hawaiian Plume
e em o a a ia io s ou a Mau a oa a icu- Based o e a gume s ese e a o e i is ecessa y a y wi es ec o iso o es a co ce a io s o eco ci e e equi eme o ee ma e sou ces a emo s a e ow mis ea i g i ca e o com a e geo- e em o a geoc emica a ia io s wi a easo a e ge- c emica a a om awaiia o ca oes a i e e s ages ome y o e u we i g ma e ume e ea awaii i ei e o u io ; e e wi i s ie ui i g o eii es igu e 11 s ows o e ig y sc ema ic e am e o suc a e s a ig a ic amewo k is c i ica o e am e i is mo e ; ma y o e geome ies a e ossi e u is ca - commo o co si e Koo au as e ese a i e o e ume oo emo s a es e ossi i i ies wi es ec o e i - e -mem e o awaiia o ca ism ue o e ig e e geoc emica co i u io s o a awaiia o ca o 7S / S a ios ou i e o eii es [e g Stille et al., [see a so Frey and Rhodes, 1993] A eas ou is i c 19 ; Leeman et al., 199 ] owe e e iso o ic com- ma e ese oi s cou se e as sou ces o awaiia o - osi io s ou a Koo au a e simi a o e a e s age o ca ism e u we i g ume e ai e ma e ia a e Mau a oa ecause e ig 7S / S a e cou e wi e ge o e ume o ma as e os e ic ma e a u a ioge ic iso o es i e me ia e 3 e/ e a ow aci ic a e i os e e A o ese a e ossi e co - co ce a io s [Stine et al., 19 ; Roden et al., 199 ] i u o s; a oug e geoc emis y a o e ca o co c u- e Mau a oa iso o ic a em o a a ia io s com- si e y i e i y em e iso o ic a a o i e some i e wi o e a a om e is a o awaii sugges im o a co s ai s a is se o geoc emica c a ac e is ics oes not e a e e ig es 3 e/ e a ios (u o imes a mos- o e ume u may e a e a i e y sma o ume co i- e ic ou i e o es Mau a oa ows i e i y e u io imi e o e as s ages o s ie ui i g As is- ma e ume i se as a ma o co i u o o e mai KURZ ET AL. 303 shield stage. As mentioned above, all known temporal Heterogeneous Plume Model studies of Hawaiian volcanoes show that higher 3He/4He Loihi Kilauea Mauna Loa ratios are found in the earliest shield stages. Normal as 0 : �.l f"" t ;;:t"'"I111111 �--� �"____ thenosphere, and presumably normal lithosphere, have kr Plate 3He/4He ratios close to 8 times atmospheric, based primar Motion ily on studies of MORB. The lower 3He/4He ratios in the 50 ...... younger Mauna Loa lavas were originally interpreted as Lithosphere mixing between the plume and entrained mantle at the plume edge [Kurz and Kammer, 1991; Kurz, 1993]. The geochemical reason for invoking entrained material, as op 100 end of shield posed to lithosphere [e.g. Liu and Chase, 1991], is that building (lower high 87Srl86Sr ratios should not be observed in normal melting rate) lithosphere, because normal MORB typically have 87Sr/86Sr less than .7030 [e.g. King et at., 1993]. How ever, studies of Hawaiian lherzolite xenoliths, which may represent fragments of the oceanic lithosphere, have 87Sr/86Sr of .7035 to .7042 [Vance et ai., 1989], making this a relatively weak argument. Another argument that lithosphere is not extensively in upwelling plume volved as a source of melting comes from seismic and (high 3He /4He) modeling studies, which suggest minimal lithospheric thinning beneath Hawaii [Davies, 1992; Ribe and Chris Figure 11. One highly schematic model for the Hawaiian plume, tensen, 1994; Woods et ai., 1991]. Lithospheric thinning, which could explain the temporal geochemical variations. The and the resultant thermal buoyancy, was thought to have model illustrates that there are several possible mantle sources, including a heterogeneous plume, the surrounding asthenosphere, produced Hawaiian Swell [Detrick and Crough, 1978] and the lithosphere. Melting begins in the garnet stability field. which is now in doubt. The new data presented here are By the time shield building is complete, the plume isotopic signa important because they demonstrate that the geochemistry ture may have been partly removed due to extensive melting of of Mauna Loa has changed most dramatically within the the plume, and the plume is assumed to be concentrically zoned. last 30 to 100 ka, representing a small fraction of the The last stage of shield building, as represented by recent Mauna erupted, and therefore mantle source volume. It is only Loa lavas, has contributions from entrained mantle material. It is during the recent eruptions « 30 ka) that isotopic data in inferred that the melting rate decreases at the end of shield dicate a non-hotspot source. The historical Mauna Loa la building, which could imply slower melt migration rates through vas define a "bend" in all of the isotope systems (toward the lithosphere. Lithospheric involvement is assumed to be less radiogenic isotopic compositions, see Figure 3), which minimal, and limited to post-shield lavas. The absence of a depth scale below 100 kIn is intentional and is intended to em was previously attributed to the lithospheric component phasize the uncertainty in the depth for initiation of melting. [Kurz, 1993]. The model shown in Figure 11 assumes that the geo chemical variations are related to heterogeneity within the ishes. It is at this stage that the geochemical signature of plume rather than lithospheric involvement, due to the the entrained material, which accumulates at the base of seismic observations, the relatively radiogenic Sr isotopic the lithosphere, may become dominant. It is possible that compositions in recent Mauna Loa, as well as the Os iso this component has been melting all along, but has been topic evidence [Hauri et ai., 1996]. overwhelmed by melts from the closely associated, and The order of element removal suggested by Figure 2 is volumetriCally more important, plume material. The dif consistent with the cartoon in Figure 11, if we assume that ferent timing implied by Figure 2 could then be explained the end of shield building stage represents a fundamental by the concentration differences within the heterogeneous change in the mantle source. The model presumes that all plume, combined with differing degrees of incompatibility melting occurs within the garnet stability field (depths (i.e. Pb and Nb having greatest concentration most effec greater than 90 Km), and attributes the geochemical tively partitioned into the melt). change between 10 and 100 ka to zonation within the There is considerable evidence that melting beneath plume. At the end of shield building, the melting rate de Hawaii occurs within the garnet stability field [Budahn and creases and the geochemical signature of the plume dimin- Schmitt, 1985; Frey and Rhodes, 1993; Wright, 1971; 3 ISO O IC E O U IO O MAU A OA O CA O
o ma e a 19 ; Sa e s a a 1991] I a i io om e ma e y me i g ocesses a e a me aso- e ack o -U isequi i ium wi i e is o ica ma ic ocesses o a o a s e a is o a ec e y o eii es o Mau a oa a Ki auea sugges e a i e y magma c am e co ami a io ocesses s ow emo a o me s om e ga e s a i i y egio e S a iso o ic com osi io s i e su ma- [Co e a O io s 1993; emo e a 199 1 a eas i e SW a as a e simi a o e Ka uku a i o e a- wi i e co e o e is i g mo e s [e g S iege ma a sa s u is sig i ica y mo e a ioge ic sugges i g E io 1993; Iwamo i 1993] emo e a [199 ] sug- a e iso o ic sig a u e o e ma e ume e- ges a is ca e e ai e y e s ow me agg ega- c ease sig i ica y ea ie e ew a a om e SW io ( ia e ac a ee mec a ism o a [1993] a as com i e wi e is i g iso o ic a a om su ae ia o owe y a i a si oug e i os e e I e i i- Mau a oa sugges a e o e o emo a o e ume ca io o e mec a ics a si e o e ma e/me i e - iso o ic sig a u e is ( 1 ka e (-1 ka S (9 ka ac io a e c i ica o e a ua i g e use o ma e mi i g a ( ka w ic may e a e o e o e o si i- sc emes [e g a e a 199 1 o e ai g o a iso o ic ca e/me a i io i g a o co ce a io i e e ces i a ia io s e i e e ma e sou ces / a S / a ac- O e se ious o em wi e mo e s ow i igu e 11 io a io co ec e co ce a io s co e a e wi e is a i is o e i e y co sis e wi ma o e eme a a iso o es a a so s ow sig i ica a ia io s o e 1 ka a ia io s i e o me i g s ou esu i sys ema ic ime sca e e assig me o i e e imi g o e i - ma o e eme a ia io s as a u c io o age A oug e e iso o es a icu a y S a e mus e eac o ca o o e is a o awaii as is i c ma o iewe as s ecu a i e ue o e imi a io s o e a a se e eme c emis y [e g ey a o es 1993] Mau a u is a es a e y o esis gi e e a ge um e o oa oes o s ow em o a ma o e eme a ia io s o Mau a oa a a ows o k ow age [ ockwoo is o - e ime sca e iscusse e e [Ga cia e a is o ume] ume] u e e a ua io mus awai co si e a io o a mo e 3 Su e im ose o e 1 o 1 ka em o a a ia- com e e si e ma o e eme a a se io s e e a e a so im o a s o e e m a ia io s as i a y e ew a a om Mau a oa a e ge e a emo s a e y e sca e wi i e su ma i e SW co e ge ce owa e iso o ic c a ac e is ics o oi i sam es a a a om is o ica sam es [ o es a seamou o e o es awaiia s ie o eii es (see a is o ume] e iso o ic a ace e eme e s igu e 1 su o e y o esis a oi i seamou a e is i c o e is o ica a as sugges i g a i e - e ese s e ese ay e essio o e ume ce e e ocesses a e es o si e o e a ia i i y o e wo e y o esis a Mau a oa as ee emo e om e i e e ime sca es e is o ica a ia io s (e g igu e o s o wi i e as 1 ka wou equi e e a ius o may e e a e o me i g e ec s w i e e o ge e m e ume o e ess a ki ome e s ( e is a ce e- e ca e a i u e o emo a o e ume sou ce wee Mau a oa a oi i is is co sis e wi e om Mau a oa sim e ca cu a io o ume a ius om e s ie ui i g e em o a iso o ic e o u io o Mau a oa sug- ime o 5 ka com i e wi a e mo io o 1 cm/yea ges s a e oa a Kea o ca oes ca e is i guis e w ic yie s 5 Km A oug e easo o e oa a ase o iso o es a icu a y e S a u a e Kea e s emai s e igma ic e Mau a oa a a sugges i e e ces a e ima i y ou i e as s ages o s ie a iso o es ca e use o is i guis em ( a icu a y ui i g e mo e sugges e e e ( igu e 11 e a es e S a e a a ese geoc emica i e e ces e a e o geoc emica i e e ces o a e e oge eous o e ume e e o s ie ui i g a e c a gi g y amics o me i g wi i e ume a e e o s ie ui i g (as i im i ges o e i o- 5 CO C USIO S s e e e em o a iso o ic e o u io o Mau a oa a so su o s e y o esis a oi i seamou iso o ic 1 e ew e S a iso o ic a a o e com osi io s es e ese e ume e mem e o su ma i e SW e o e e e e e e k ow a ge o awaiia o ca oes iso o ic a ues o Mau a oa a icu a y o iso o es e ac a ese a a co i ue e em o a e s ou Acknowledgments. is wo k was su o e y S OCE9 - o su ae ia (s a ig a ica y ace a 1 C a e a a 1 a EA 93-1 9 o MK a OCE9 -1 3 o MG We ows s o g y sugges s a e SW a a ows a e o e a k e isces i i g eam e y e y Ke y o ei as- a e Ka uku a i o e asa s e co e e ce o e sis a ce i sam e co ec io a e e i ma a om u se- iso o ic a a a so emo s a es a e ium is emo e osc o assis a ce wi e i e og am a ume ous KURZ ET AL. 305
iscussio s Co s uc i e e iews y e ey e e i ma a S Equi i a io u i g ma e me i g A ac a ee a Ge e Yogo i ski g ea y im o e e ma usc i MK mo e oc a io a Aca Sci U S A 9 1191 - 1191 g a e u y ack ow e ges e e cou ageme o ockwoo a 1993 ues e a O a e ie ma i g e o a O w ic a S E au i A Osc a a A W i e ea as ma e e ai e s u y o Mau a oa ossi e is is W OI Ma e umes a e ai me Iso o ic e i e ce Scie ce co i u io um e 9 3 a SOES co i u io 5 517-5 199 um e 39 a S a u E e ime a c /me a i io i g o
ace e eme s Co i Mi e a e o 113 1 - 1993 au i E a M Ku Osmium iso o e sys ema ics o e awaiia o s o co as i g ime-se ies esu s om Ki auea a Mau a oa EOS ( a s Am Geo ys U io 75 7 E E E CES 199 au i E C assi e e ao o a M o es Os- u a a A Sc mi e oge e ic mo e i g o awai- mium iso o e sys ema ics o i e a as om Mau a oa ia o eii ic asa s a geoc emica a oac Geoc im Cos- awaii / Geo ys es (su mi e 199 au i E Wag e a G o e E e ime a a moc im Ac a 9 7 - 7 19 Ca a a o E Mu y W S ie s a E Ga e A - a u a a i io i g o U a o e ace e eme s e- so u e iso o ic a u a ce a ios o commo equa a om a wee ga e c i o y o e e a asa ic me s C em Geo a ioge ic ea iso o e s a a s es S 7 A 1 117-1 199 19 emo C A W o ma G eusse M Co omi es I Co e A S a K O io s Me i g a es e ea awaii ac ek M o es U- - a sys ema ics i Ki auea a e i e ce om u a ium se ies iso o es i ece a as Ea Mau a oa asa s awaii C em Geo 11 1 3-1 199 i o a i g a G E W e e E ec o s a ow a e Sci e 1 1 9 - 175 1993 Co omi es M K G o o ooke K Mue e ac s e e co ami a io o e e ium iso o e sys ema ics o ocea K O io s Oska sso a E O u g e ium o y- is a a as a u e 373 33 -333 1995 ge s o ium a eo ymium e a io s i s i Ice a ic o - o ma A W i awaiia magmas co s ai s o sou ce C em Geo 57 ca ics Ea a e Sci e 1 5 - 13 19 3 com osi io a e o u io 17-3 19 a ies G em o a a ia io o e awaiia ume u o ma A W M eige so a I ac ek Case s u ies o e o igi o asa e oge esis o e Mau a U u e u io Ea a a e a y Scie ce e e s 113 77 - 199 e ick S a S C oug Is a su si e ce o s o s a Ki auea 19 9 - 1971 Co i Mi e a e o - 35 i os e ic i i g Geo ys es 3 1 3 -1 197 19 o a i e e so ockwoo Ma a o a ee e Su ma i e o ma A W K oc um M Seu e a W M W i e e e sio o e SW o Mau a oa o ca o awaii GSA a i ocea ic asa s ew co s ai s o ma e e o u- u 9 35- 3 1979 io Ea a e Sci e 79 33 - 5 19 ey A a M o es I e s ie geoc emica i e e ces Iwamo i y amic isequi i ium me i g mo e wi o ous amo g awaiia o ca oes im ica io s o sou ce com osi- ow a i usio co o e c emica equi i a io Ea io s me i g ocess a magma asce a s i a s a e Sci e 11 3 1 - 313 1993 ackso E E A Si e a G a ym e awaiia - oy Soc o o A3 1 1 - 13 1993 ey A M O Ga cia a M o e Geoc emica c a ac- Em e o C ai a i s e a io o Ce o oic ci cum aci ic ec- e is ics o Koo au o ca o im ica io s o i e s ie geo- o ics u Geo Soc Am 3 1 - 1 197 c emica i e e ces amo g awaiia o ca oes Geoc im Ki g A G Waggo e a M Ga cia "Geoc emis y
Cosmoc im Ac a 5 1 1 - 1 199 a e o ogy o asa s om eg 13 ce a aci ic Ocea " Ga cia M Mue ow K Agg ey a O ei Ma o e e- i Wi ke s i e e e a (1993 ocee - me o a i e a s a e iso o e geoc emis y o awaiia i gs o e Ocea i i g og am Scie i ic esu s o su ma i e o eii ic g asses Geo ys es 9 1 5 5- 13 Co ege S a io (Ocea i i g og am 1993 1 53 19 9 Ku M Ma e e e oge ei y e ea ocea ic is a s some Ga cia M O u se osc a M o es G ass a i e e ces om iso o es ocee i gs o e oya Socie y o
Mi e a C emis y o O i i e- ic su ma i e asa s Sou o o A3 91 - 1 3 1993 Wes i o e Mau a oa o ca o Im ica io s o mag- Ku M W e ki s a S a e ium iso o ic sys- ma ic ocesses is o ume ema ics o ocea ic is a s im ica io s o ma e e e oge- Ga cia M O Ma o ey a E I o A e a ua io o em o- ei y a u e 97 3- 7 19 a geoc emica e o u io oi i summi a as esu s om Ku M W e ki s S a a C ague e ium iso- A i su me si e i es Geo ys es 9 537-55 1993 o ic a ia io s i oi i Seamou a e is a o awaii
G a am u o M Ga cia e iso o es i o i i e e oc- Ea a e Sci e 3 - 19 3 ys s om su ma i e asa s o Mau a Kea a Ko a a Is a Ku M M O Ga cia A ey a A O ie em o a o awaii EOS ( a s AGU 71 57 199 e ium iso o ic a ia io s wi i awaiia o ca oes asa s 3 ISO O IC E O U IO O MAU A OA O CA O
om Mau a oa a a eaka a Geoc im Cosmoc im Ac a sea c 99 9- 199 51 9 5- 91 19 7 o e M u S a A ey ew e a Ku M a Kamme Iso o ic e o u io o Mau a oa S iso o ic co s ai s o e co s i u io o e awaiia o ca o Ea a e Sc e 1 3 57- 9 1991 ume esu s om Koo au o ca o Oa u awaii USA Ku M K assi e M Ke e y e ao o M Geoc im Cosmoc im Ac a 5 1 31-1 199 o es a A ey e ium iso o ic e o u io o Mau a u i M K Ga gu i s ci a McGee i awaiia a- Kea o ca o i s esu s om e 1 km i co e EOS ( a s ioca o a es U S Geo ogica Su ey o a e 135 Am Geo ys U io 75 711 199 13- 19 7 eema W C Ge ac M O Ga cia a Wes Ge- Sa e s M a S a e ma e sou ces o ocea co emica a ia io s i a as om Ka oo awe o ca o a- i ges is a s a a cs e -iso o e co ec io Ea waii e i e ce o o e sys em e o u io o ume- e i e a e Sci e 1 3 -3 1991 magmas Co i Mi e a e o 11 -77 199 S iege ma M a E io Co seque ces o me a s o i ma W G ow o Mau a oa o ca o u i g e as o u a ium se ies isequi i ium i you g a as Ea u e ousa yea s a es o a a accumu a io e sus a e Sci e 11 1- 1993 g a i a io a su si e ce is o ume S au ige A i e S a es ie C Y C e a i ma W a A Swe so Ge e a i e geo ogica ma o C ague e iso o e sys ema ics o a u e i e o ca o e sou wes i o Mau a oa U S Geo Su Ma 1-13 3 a S iso o e a ios o asa s om oi i Seamou Ea 19 a e Sci e 9 13- 9 19 i ma W M o es a G a ym e e i o e S i e M U u a M a sumo o S a asa -im ica io s o e s uc u a e o u io o Mau a oa iso o ic co s ai s o e o igi o awaiia asa s a e i- o ca o awaii u o ca o 53 1-19 199 e ce o a u ique ma e sou ce Geoc im Cosmoc im Ac a iu M a C G C ase E o u io o awaiia asa s a o s o 5 3 3- 319 19 me i g mo e Ea a e Sci e 1 151-1 5 1991 a sumo o M Iso o ic com osi io o ea i ocea ic asa ockwoo Mau a oa E u i e is o y- e a ioca o e- a i s im ica io o ma e e o u io Ea a e Sci co is o ume e 3 3- 7 197 ockwoo a W i ma o oce e e u i e is o y o i i g I W ig a Mi a ace e eme Mau a oa o ca o U S Geo ogica Su ey o essio a a- c emis y o Ki auea a Mau a oa is s ace a ime a e- e 135 5 9-53 19 7 co aissa ce U S G S o a e 135 1- 9 19 7 McKe ie a K O io s a ia me is i u io s om a ce O S o e a K O io s e S a iso- i e sio o a e ea e eme co ce a io s e o 3 o es i e o i s om awaii a o e ocea ic is a s 1 1-1 91 1991 Ea a e Sci e 9 1 7-1 19 9 Moo e G Su si e ce o e awaiia i ge U S Geo ogica Wa so S a e ea e eme i e sio s a e co a io mo - Su ey o essio a a e 135 5-1 19 7 e s o awaii ou a o e o 3 7 3-7 3 1993 Moo e G W o ma k a S a o ee g ow a Wi so A ossi e o igi o e awaiia Is a s Ca o ca ism o e su ma i e sou wes i o e o Mau a oa ys 1 3- 7 19 3 u o ca o 5 375-3 199 Woo s M e eque a E A Oka wo s a io meas- Moo e G a A C ague o ca o g ow a e o u io o u eme s o ay eig wa e g ou e oci y a o g e awaiia e is a o awaii u e i o e Geo ogica Socie y o swe Geo ys es e 1 1 5-1 1991 Ame ica 1 1 71-1 199 W ig C emis y o Ki auea a Mau a oa i s ace a Mo ga W Co ec io umes i e owe ma e a u e ime U S Geo ogica Su ey o essio a a e 735 1- 9 3 - 3 1971 1971 o es M omoge ei y o a a ows c emica a a o is- Ya g A ey M O Ga cia A C ague Su ma i e ays o ica Mau a oa e u io s Geo ys es Su om Mau a Kea o ca o awaii im ica io s o awaiia A 9-A 79 19 3 s ie s age ocesses Geo ysica esea c 99 15 577- o es M Geoc emis y o e 19 Mau a oa e u io 1559 199 im ica io s o magma s o age a su y Geo ys es i e A a S a e ium o ema ic imo ia sig- 93 53- 5 19 a s Ea a e Sci e 79 1- 19 o es M K We C A ea W S a ks a ockwoo Geoc emica e i e ce o i asio o Ki auea s M Ku C Ke a Kamme e a me o Ma- um i g sys em y Mau a oa magma a u e 337 57 i e C emis y a Geoc emis y MS 5 Woo s o e Ocea o- 19 9 g a ic I s i u io Woo s o e MA 5 3-15 1 o es M a S a E iso ic ace e eme a iso o ic Mic ae o es e a me o Geo ogy a Geog a y a ia io s i is o ic Mau a oa a as im ica io s o magma U i e si y o Massac use s Am e s MA 1 3 a ume y amics is o ume Mic ae Ga cia awaii Ce e o o ca o ogy Geo ogy i e M a U C is e se ee ime sio a mo e i g a Geo ysics e a me U i e si y o awaii o o u u E o ume- i os e e i e ac io ou a Geo ysica e- 9