Compositional variations in calciturbidites due to sea-level fluctuations,late Quaternary,Bahamas

Piston cores in Tongue of the Ocean, Bahamas, revealed an alternating sequence of periplatform ooze and bankderived turbidites of the past 5 glacial and interglacial periods. By using the point-count method we have analyzed the composition of the turbidite sediment. Variations in the bank-derived fraction are clearly linked to the glacial-interglacial cycles. Nonskeletal components (pellets; ooids; grapestones) are most abundant in interglacial turbidites, while skeletal components (calcareous algae; peneroplids and reef builders) dominate in glacial turbidites. We attribute this pattern to the exposure and flooding of the surrounding carbonate platforms during Late Quaternary sea-level cycles. Because nonskeletal sediment is produced in the interior of the platforms, its growth and subsequent export to the flanks are at a maximum when the banks are flooded, i.e. during interglacial periods. During glacials, skeletal grains dominate because the banks are exposed and carbonate production is limited to a narrow belt of skeletal sands and fringing reefs. The resulting compositional signal appeared to have a good correlation with aragonite variations in the periplatform ooze between the turbidites. Further, compositional variation parallels the change in turbidite frequency described earlier (»highstand bundling«). Frequency and composition of turbidites are both unaffected by diagenesis and therefore provide an excellent monitor of sealevel fluctuations.

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Zusammenfassung In Kolbenlotkernen aus der Tongue of the Ocean, Bahamas, bestehen die jüngsten fünf Glaziale und Interglaziale aus einer Wechselfolge von Periplattform-Schlamm und Turbiditen mit Flachwasser-Material. Die Zusammensetzung der neritischen Kornfraktion in den Turbiditen wurde durch Punktzählung ermittelt. Sie schwankt deutlich im Verlauf eines glazialen Zyklus. Abiogene Komponenten (Pellets, Ooide, Traubenklumpen) dominieren in den interglazialen Turbiditen, während Biogene (Kalkalgen, peneroplide Foraminiferen und Riffbildner) in glazialen Turbiditen vorherrschen. Wir erklären diese Schwankungen mit dem Auftauchen und Überfluten der Bahama Bänke während der jungquartären Schwankungen des Meeresspiegels. Die abiogenen Komponenten werden auf der Innenseite der Plattformen gebildet. Ihre Produktion und Export zu den Plattformflanken erreichen daher ein Maximum während der interglazialen Hochstände des Meeres. In den Glazialen dominieren biogene Komponenten, weil die Plattformen trocken liegen und die Karbonat-Produktion auf einen schmalen Streifen von Saumriffen und Biogensanden beschränkt ist.Die Zusammensetzung der Turbidite variiert im gleichen Rhythmus wie der Aragonitgehalt der zwischengeschalteten Periplattform-Schlamme. Überdies korreliert die Zusammensetzung gut mit der Häufigkeitsverteilung der Turbidite. Während der Interglaziale sind Turbidite häufiger als während der Glaziale (»Hochstand-Bündel«). Häufigkeitsverteilung und Zusammensetzung der Turbidite zusammen ergeben ein gutes, durch Diagenese nicht verwischbares Abbild der Schwankungen des Meeresspiegels.

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Résumé Dans le »Tongue of the Ocean« (Bahamas), des sondages à piston effectués dans les sédiments des cinq dernières périodes glaciaires et interglaciaires montrent une alternance de turbidites et de boues déposées en périphérie de plate-forme. La composition de la fraction néritique des turbidites, dé terminée par la méthode du compteur de points, montre une relation claire avec les cycles glaciaires. Les composants abiogènes (pellets, ooïdes, grapestones) dominent dans les turbidites interglaciaires, tandis que les composants biogènes (algues calcaires, foraminifères de type pénéroplide et organismes constructeurs) sont prépondérants dans les turbidites glaciaires. Nous attribuons cette répartition aux émersions et submersions successives du banc des Bahamas, consécutives aux variations du niveau de la mer au Quaternaire récent. Comme les composants abiogènes ont été formés sur la partie interne de la plate-forme, leur développement et leur transport vers les flancs étaient maximaux lorsque le banc était submergé, au cours des périodes interglaci aires. Par contre, les composants biogènes dominaient pendant les épisodes glaciaires, où la plate-forme était exondée et où la production de carbonate était restreinte à une zone étroite de récifs frangeants et de sables biogènes. Ces variations dans la composition des turbidites présentent une bonne corrélation avec la teneur en anhydrite des boues de périphérie de plate-forme intercalées entre les turbidites. Il existe également une bonne corrélation avec la fréquence des turbidites, plus élevée pendant les interglaciaires. La fréquence et la composition des turbidites ne sont pas affectées par la diagenèse et constituent donc un excellent témoin des fluctuations du niveau de la mer.

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, «» , , . . . / , , / , , .. , . - . . . , . , . , . , / «Hochstand-Bndel» /. , .

     

Benthonische Foraminiferen aus der Unterkreide des »Deep Sea Drilling Project« (Leg 1–79)

Zusammenfassung In den DSDP-Legs 1, 11, 13, 17, 25, 27, 32, 36, 41, 43, 44, 50 und 62 wurden die Unterkreide-Foraminiferen biostratigraphisch, taxonomisch und paläoökologisch bearbeitet. Eine Übersicht zeigt die in Leg 1–80 erbohrte Unterkreide und ihre Foraminiferen-Bearbeitungen.Im Nordatlantik fehlen regional ab dem Oberen Tithonium im Verlaufe einer Regression und der sie begleitenden Schichtlücken bis in das Valanginium charakteristische Foraminiferenfaunen. In Gebieten ohne Schwarzschiefer-Bedingungen setzen im Valanginium-Barremium mäßig reichhaltige bis sehr spärliche Mikrofaunen mitPraedorothia ouachensis (Sigal) der gleichnamigen Zone ein (Valanginium-Hauterivium). Hauterivium-Aptium gliedern sich in dieGavelinella barremiana-, dieGaudryina dividens- und dieConorotalites aptiensis- Zone.Wo im Albium nicht das ausgedehnte Schwarzschiefer-Milieu herrschte, findet man eine kosmopolitische Fauna aus agglutinierten und kalkschaligen Foraminiferen derPseudoclavulina gaultina- Zone. Für das höhere Albium und Cenomanium wurde dieGavelinella cenomanica- Zone ausgeschieden. Von biostratigraphischer Bedeutung sind im Berriasium-Albium die GattungenPraedorothia, Gaudryina, Pseudoclavulina, von den Kalkschalern nur wenige skulptierte Arten der Nodosariiden (Citharina, Lenticulina) sowieGavelinella, Conorotalites, Pleurostomella, Valvulineria undOsangularia. Die vonMoullade (1984) begründeten Zonen vom Berriasium-Albium der Tethys und des DSDP sind wegen der großen stratigraphischen Reichweite der verwendeten Foraminiferenarten nicht überall anwendbar.Im Indischen Ozean lassen die wenigen, bisher bekannten »australen« Foraminiferenfunde aus dem Neokom von Site 261 mit überwiegend primitiven agglutinierenden Formen eine genaue Datierung kaum zu. Die Kalkschaler sind meist aufgelöst oder auch umgelagert. Man ordnet sie dem Bereich des kühleren Wassers zu.Im Pazifischen Ozean sind die meisten Mikrofaunen wegen der geringen Kerngewinne, Verunreinigungen oder primärer Foraminiferenarmut (Schwarzschiefer) biostratigraphisch und paläoökologisch kaum verwertbar. Erst im Albium findet sich — wie im Atlantik — eine etwas reichhaltigere Kalk- und Sandschalerfauna mit wichtigen Arten derPseudoclavulina gaultina- Zone. Da außerGavelinella cenomanica (Brotzen) keine andere benthonische Foraminiferenart neu einsetzt, wird die Grenze zum Cenomanium in der Regel mit planktonischen Foraminiferen gezogen.Im Albium fallen die einheitlichen, kosmopolitischen Foraminiferenfaunen ohne ausgeprägte Faunenprovinzen auf.

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From the DSDP Legs 1, 11, 13, 17, 25, 27, 32, 36, 41, 43, 44, 50, and 62 the Lower Cretaceous foraminifers have been investigated for biostratigraphical, taxonomical, and palaeoecological purposes. An overview of the cored Lower Cretaceous sections of Leg 1–80 is given.In the Northern Atlantic Ocean characteristic foraminiferal faunas are missing from the Upper Tithonian to the Valanginian due to a marked regression which caused hiatuses. In areas without black shale conditions Valanginian to Barremian medium rich to poor microfaunas withPraedorothia ouachensis (Sigal) of thePraedorothia ouachensis Zone (Valanginian-Hauterivian). The Hauterivian-Aptian interval is characterized by zones ofGavelinella barremiana,Gaudryina dividens, andConorotalites aptiensis. During the Albian a world-wide fauna consisting of agglutinated and calcareous foraminifers of thePseudoclavulina gaultina Zone is established in areas lacking the wide-spread black-shale conditions. The Upper Albian and the Cenomanian are represented by theGavelinella cenomanica Zone. Some ornamented species of the nodosariids (Citharina, Lenticulina), Gavelinella, Conorotalites, Pleurostomella, Valvulineria, andOsangularia are of some importance for the biostratigraphy of the Berriasian-Albian interval. The Berriasian to Albian zones introduced for the Tethys and the DSDP byMoullade (1984) could only be of some local importance due to the long stratigraphical range of the foraminiferal species used.In the Indian Ocean an exact stratigraphical age cannot be assigned to the few Neocomian foraminiferal faunas of a cooler sea water (Site 261). These faunas mainly contain primitive agglutinated foraminifers, because in most cases the calcareous tests are dissolved or redeposited.In the Pacific Ocean most of the Berriasian to Aptian microfaunas are of minor biostratigraphical and palaeoecological importance for reasons of poor core recoveries, contaminations or original foraminiferal poverty (black shales). Since the Albian there are somewhat higher-diverse faunas of calcareous and agglutinated foraminifers with index species of thePseudoclavulina gaultina Zone. As a rule, the boundary Albian/Cenomanian is set by means of planktonic foraminifers because no other foraminifer has its first appearance datum during this interval, exceptGavelinella cenomanica.During the Albian very uniform, world-wide foraminiferal faunas without a marked provincialism are obvious.

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Résumé Dans les Legs DSDP 1, 11, 13, 17, 25, 27, 32, 36, 41, 43, 44, 50 et 62, les foraminifères du Crétacé inférieur ont été étudiés aux points de vue biostratigraphique, taxonomique et paléoécologique. La note présente une vue d'ensemble de la section d'âge crétacé inférieur du Leg 1–80.Dans l'Atlantique nord, les faunes caractéristiques de foraminifères sont absentes depuis le Tithonique supérieur jusqu'au Valanginien, en raison d'une régression importante et des lacunes qui en résultent. Dans les régions dépourvues de milieux à shales noirs, on rencontre une microfaune, pauvre à moyennement riche, valanginienne à barrémienne, àPraedorothia ouachensis (Sigal), appartenant à la Zone àPraedorothia ouachensis. L'intervalle Hauterivien-Aptien est caractérisé par les Zones àGavelinella barremiana, Gaudryina dividens et Conorotalites aptiensis. Au cours de l'Albien une faune d'extension mondiale de foraminifères agglutinés et calcaires appartenant à la Zone àPseudoclavu-lina gaultina, s'est établie dans les aires où ne règnaient pas les conditions de formation de shales noirs. L'Albien supérieur et le Cénomanien sont représentés par la Zone àGavelinella cenomanica. Dans l'intervalle Berriasien-Albien, un rôle biostratigraphique de quelque importance est joué par quelques espèces de Nodosariides à coquilles ornementées (Citharina, Lenticulina) ainsi queGavelinella, Conorotalites, Pleurostomella, Valvulineria et Osangularia. Les zones établies parMoullade (1984) pour le Berriasien-Albien de la Téthys et du DSDP ne sont pas partout utilisables, en raison de l'extension verticale trop grande des foraminifères utilisés.Dans l'Océan Indien, un âge exact ne peut être assigné aux faunes de foraminifères néocomiennes considérées jusqu'ici comme «australes» (site 261): ces faunes renferment surtout des formes agglutinées primitives, car les tests calcaires ont été généralement dissous ou remaniés.Dans l'Océan Pacifique, la plupart des microfaunes berriasiennes à aptiennes sont de faible intérêt biostratigraphique et paléo-écologique, en raison des mauvais rendements des carottes, de contaminations ou de leur pauvreté originelle (facies des shales noirs). A partir de l'Albien, on trouve une faune plus diversifiée de foraminifères agglutinés et calcaires, comportant des espèces caractéristiques de la Zone àPseudoclavulina gaultina. Comme d'ordinaire, la limite Albiencénomanien est définie par les foraminifères planctoniques, aucun autre foraminifère n'apparaissant dans cet intervalle, saufGavelinella cenomanica.A l'Albien, la faune de foraminifères est uniforme à l'échelle mondiale, sans distinction de provinces.

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, 1, 11, 13, 17, 25, 27, 32, 36, 41, 43, 44, 50 62 DSDP, , . , 1–80 . . , , - Praedorothia ouachensis (Sigal) — . : Gavelinella barremiana, Gaudryina dividens Conorotalites aptiensis,, , , Pseudoclavulina gaultina. Gavelinella ni. - Praedorothia, Gaudryina, Pseudoclavulina, (Citharina, Lenticulina), Gavelinella, Conorotalites, Pleurostomella, Valvulineria Osangularia. , moullade (1984) - , .. , , . .: 261, , «», . . , . , . . , - - , , ( ). , , , Pseudoclavulina gaultina. T. . Gavelinella ni (brotzen) , , , . .

     

Influence of the surface microlayer on the flux of nonconservative trace gases (CO,H2, CH4, N2O) across the ocean-atmosphere interface

Gas exchange experiments were conducted in the tropical Atlantic Ocean during a ship expedition with FS Meteor using a small rubber raft. The temporal change of the mixing ratios of CO, H₂, CH₄ and N₂O in the headspace of a floating glass box and the concentrations of these gases in the water phase were measured to determine their transfer velocities across the ocean-atmosphere interface. The ocean acted as a sink for these gases when the water was undersaturated with respect to the mixing ratio in the headspace. The transfer velocities were different for the individual gases and showed still large differences even when normalized for diffusivity. Applying the laminar film model, film thicknesses of 20 to 70 m were calculated for the observed flux rates of the different gas species. When the water was supersaturated with respect to atmospheric CO, H₂, CH₄ and N₂O, the transfer velocities of the emission process were smaller than those determined for the deposition process. In case of H₂ and CH₄, emission was even not calculable although, based on the observed gradient, the laminar film model predicted significant fluxes at the air-sea interface. The results are interpreted by destruction processes active within the surface microlayer.     

Reflectance anisotropy and syn-deformational coalification of the Jewel seam in the Cadomin area, Alberta, Canada

The Jewel seam of the Cadomin area is complexly folded and cut by several thrust faults. Vitrinite reflectance anisotropy was determined from twenty oriented coal blocks, collected from various structural positions. Five of the blocks have uniaxial anisotropies, five have biaxial positive anisotropies, the remaining ten are biaxial negative. The biaxial coals display maximum reflectance axes parallel to nearby fold axes, which suggests a relationship between vitrinite anisotropy and deformation. The biaxial vitrinite reflectance ellipsoids result from superposition of tectonic strains on a primary, sedimentary burial related, uniaxial anisotropy. A tectonic stress field was probably present during the later stages of sedimentary burial and subsequent deformation.Coalification resulted largely from pre-deformational, sedimentary burial, but the final coalification stage was syn-deformational, as illustrated by the intersection of isorank surfaces and the Jewel seam and the biaxial vitrinite reflectance anisotropy.     

How does landfill leachate affect the chemical processes in a lake system downgradient from a landfill site?

A field study on the geochemical properties of a chemically-stressed limnic environment was performed in Lake Silbersee, which receives leachate water of high inorganic loading from an upgradient landfill site. The highly concentrated sulfate ion in groundwater, when entering the pore water system of the lake, gives rise to an intensive microbial sulfate reduction. A diagenetic approach was used to explain the existence of a marine-like aqueous system within a geologically slightly acidic aquifer, consisting of a well-buffered lake water and an alkalinity producing, excess sulphide containing sediment pore water system.     

A photoelectric detector for the measurement of photolysis frequencies of ozone and other atmospheric molecules

Photoelectric detectors for the measurement of photolysis frequencies of different trace gases in the atmosphere are described. They exhibit uniform response characteristics over one hemisphere (2 sr) and wavelength characteristics closely matched to those of the photolysis frequencies J _O1D, J _NO2, and J _NO3, respectively. Absolute calibration of the J _O1D detector was performed by chemical actinometry with an accuracy of ±16 percent. Simultaneous measurements of J _NO2 and J _O1D are presented.