Chemistry of gabbroic rocks of ODP Hole 118-735B

We present results of a microprobe investigation of fresh and least-deformed and metamorphosed gabbroic rocks from Leg 118, Hole 735B, drilled on the east side of the Atlantis II Fracture Zone, Southwest Indian Ridge. This rock collection comprises cumulates ranging from troctolites to olivine-gabbro and olivine-gabbronorite to ilmenite-rich ferrogabbros and ferrogabbronorites. As expected, the mineral chemistry is variable and considerably expands the usual oceanic reference spectrum. Olivine, plagioclase, and clinopyroxene are present in all the studied samples. Orthopyroxene and ilmenite, although not rare, are not ubiquitous. Olivine compositions range from Fo85 to Fo30, while plagioclase compositions vary from An70 to An27. Mg/(Mg + Fe2+) of clinopyroxene (mostly diopside to augite) varies from 0.88 to 0.54. Mg/(Mg + Fe2+) of orthopyroxene varies from 0.84 to 0.50. These minerals are not significantly zoned. All mineralogical data indicate that fractional crystallization is an important factor for the formation of cumulates. However, sharp contacts, interpreted as layering boundaries or intrusion margins, suggest polycyclic fractionation of several magma batches of limited volumes. Calculated compositions of magmas in equilibrium with the most magnesian mineral samples at the bottom of the hole represent fractionated liquids through separation of olivine, plagioclase, and clinopyroxene at moderate to low pressures (less than 9 kb). Crystallization of orthopyroxene and ilmenite occurs in the most differentiated liquids. Mixing of magmas having various compositions before entering the cumulate zone is another mechanism necessary to explain extremely differentiated iron-rich gabbros formed in this slow-spreading ridge environment.

The Canyon System off Fimbulisen

In der vorliegenden Arbeit werden Daten einer systematischen Vermessung in der Lazarev Sea nahe des Fimbul-Ice-Shelfs (Fimbulisen) genutzt, die während der Expedition ANT XIX-2 mit dem Fächersonarsystem Hydrosweep DS-2 und dem Sedimentecholot Parasound erhoben wurden. Nach kurzer Darstellung der Hintergründe dieser durchgeführten Untersuchungen in dem Messgebiet wird allgemein auf wesentliche Aspekte der Hydroakustik hinsichtlich der Anwendung von Echolotsystemen eingegangen. Schwerpunktmäßig soll dabei der parametrischen Effekt, das Messprinzip parametrischer Sedimentecholote, behandelt werden. Nach anschließender Anführung zweier praktischer Anwendungen hydroakustischer Messverfahren anhand des Hydrosweep DS-2 und des Parasound-Systems wird eingehend deren Positionierung auf FS 'Polarstern' dargestellt, da sich bei der Aufbereitung der Messungen zeigte, dass sich das größte Problem der Daten beider Systeme in der minderwertigen Qualität der Navigationsdaten abzeichnete. Aus den bereinigten Tiefendaten der Fächersonarmessung wird ein digitales Geländemodell (DGM) mit einer Rasterweite von 100 m generiert. Dieses Modell liegt für die weitere Bearbeitung digital und in Form einer bathymetrischen Karte im Maßstab 1:250,000 vor, bei der die Topographie des Canyon-Systems nahe dem Fimbulisen durch Isolinien mit einer Aquidistanz von 50 m dargestellt wird. Die als Ergebnis der prozessierten Parasound-Daten erhaltenen Seismogramme, die gefiltert im digitalen Bildformat mit bekannter Start- und Endposition für einen definierten Tiefenbereich vorliegen, können zusammen mit dem DGM in einem dreidimensionalen Modell dargestellt werden. Dieses in digitaler Form vorliegende Modell kann durch den Nutzer interaktiv durchschritten und die darin enthaltenen Messergebnisse in ihrer Gesamtheit sowie in Detailansichten aus verschiedenen Perspektiven betrachtet werden, was das gegenseitige Verständnis und Einschätzung der Ergebnisse aus den beiden Messverfahren fördert. Diese gemeinsame Darstellungsweise eines digitalen Geländemodells in Kombination mit den Seismogramm-Bildern des Sedimentecholotes Parasound bietet sich auch hinsichtlich einer geologischen Klassifizierung der verschiedenen Echotypen und einer anschließenden Interpretation der Sedimentationsvorgänge in einem flächenhaft vermessenen Gebiet an.

Major and trace elements and minerals at DSDP Hole 79-544A

Fifty m of basement rocks underlying 185 m of Neogene and Mesozoic sediments were drilled seaward of the Mazagan Slope about 100 km west of Casablanca during Leg 79. These rocks are metagranites with mylonitic textures consisting dominantly of quartz, plagioclase, and potassium feldspar. Chemically, they are strongly peraluminous. This along with the absence of hornblende suggest that these rocks are similar to the S-type granites. Petrographic and chemical data suggest the possible existence of a former weathering surface on top of the Mazagan metagranite.

Consolidation properties and strength characteristics of ODP Site 204-1244 sediments

Eight whole-core samples from Ocean Drilling Program Site 1244, Hydrate Ridge, Cascadia continental margin, were provided to Massachusetts Institute of Technology (Cambridge, Massachusetts, USA) for geotechnical characterization. The samples were collected from depths ranging from 5 to 136 meters below seafloor (mbsf). Seven of the eight whole-core samples were located within the gas hydrate stability zone, whereas the eighth sample was located in the free gas zone. Atterberg limits testing showed that the average liquid limit of the soil is 81% and the average plastic limit is 38%, giving an average plasticity index of 43%. The liquid limit is sensitive to oven drying, shown by a drop in liquid limit to 64% when tests were performed on an oven-dried sample. Loss on ignition averages 5.45 wt%. Constant rate of strain consolidation (CRSC) tests were performed to obtain the compression characteristics of the soil, as well as to determine the stress history of the site. CRSC tests also provided hydraulic conductivity and coefficient of consolidation characteristics for these sediments. The compression ratio (Cc) ranges from 0.340 to 0.704 (average = 0.568). Cc is fairly constant to a depth of 79 mbsf, after which Cc decreases downhole. The recompression ratio (Cr) ranges from 0.035 to 0.064 (average = 0.052). Cr is constant throughout the depth range. In situ hydraulic conductivity varies between 1.5 x 10**-7 and 3 x 10**-8 cm/s and shows no trend with depth. Ko-consolidated undrained compression/extension (CKoUC/E) tests were also performed to determine the peak undrained shear strength, stress-strain curve, and friction angle. The normalized undrained strength ranges from 0.29 to 0.35. The friction angle ranges from 27 to 37. Because of the limited amount of soil, CRSC and CKoUC/E tests were also conducted on resedimented specimens.

Geochemistry at DSDP Leg 82 Holes

DSDP Leg 82 drilled nine sites to the southwest of the Azores Islands on the west flank of the Mid-Atlantic Ridge (MAR) in an attempt to determine the temporal and spatial evolution of the Azores "hot-spot" activity. The chemistry of the basalts recovered during Leg 82 is extremely varied: in Holes 558 and 561, both enriched (E-type: CeN/YbN = 1.5 to 2.7; Zr/Nb = 4.5 to 9.6) and depleted (or normal-N-type: CeN/YbN = 0.6 to 0.8; Zr/Nb > 20) mid-ocean ridge basalts (MORB) occur as intercalated lava flows. To the north of the Hayes Fracture Zone, there is little apparent systematic relationship between basalt chemistry and geographic position. However, to the south of the Hayes Fracture Zone, the chemical character of the basalts (N-type MORB) is more uniform. The coexistence of both E-type and N-type MORB in one hole may be explicable in terms of either complex melting/ fractionation processes during basalt genesis or chemically heterogeneous mantle sources. Significant variation in the ratios of strongly incompatible trace elements (e.g., La/Ta; Th/Ta) in the basalts of Holes 558 and 561 are not easily explicable by processes such as dynamic partial melting or open system crystal fractionation. Rather, the trace element data require that the basalts are ultimately derived from at least two chemically distinct mantle sources. The results from Leg 82 are equivocal in terms of the evolution of the Azores "hot spot," but would appear not to be compatible with a simple model of E-type MORB magmatism associated with upwelling mantle "blobs." Models that invoke a locally chemically heterogeneous mantle are best able to account for the small-scale variation in basalt chemistry.

Geophysical measurements on sediment cores from North Pond, Mid Atlantic Ridge

Die Porosität ist einer der wichtigsten gesteinsphysikalischen Parameter von Sedimenten. Daher werden in dieser Arbeit die Abhängigkeiten zwischen dem zentralen gesteinsphysikalischen Parameter Porosität und den Parametern Wärmeleitfähigkeit und spezifischer elektrischer Widerstand an Sedimenten von North Pond, eines Sedimentbeckens an der westlichen Flanke des Mittelatlantischen Rückens bei ca. 23°N, qualitativ und empirisch untersucht. Die Messung des spezifischen Widerstands wurde mittels eines miniaturisierten Wenner-Arrays mit einem Zentimeter Elektrodenabstand noch an Bord der FS Maria S. Merian auf der Reise MSM11/1 vom 10. Februar bis 13. März 2009 an Sedimentkernhälften durchgeführt, ebenso wie die Messung der Wärmeleitfähigkeit mit einer Nadelsonde. Die Messung der Gamma-Dichte an einem Multi Sensor Core Logger erfolgte im Rahmen dieser Arbeit und wurde wie die Messung der Porosität an Proben im Marum in Bremen durchgeführt. Die zugrundeliegende und zu untersuchende Beziehung zwischen spezifischem Widerstand und Porosität ist Archie's Law, die untersuchte Beziehung zwischen Wärmeleitfähigkeit und Porosität ist das Modell des geometrischen Mittels der Sedimentkomponenten. Die physikalische Beziehung zwischen der Porosität und den beiden Parametern spezifischer Widerstand und Wärmeleitfähigkeit konnte an den Sedimenten von North Pond bestätigt werden.