Grain counts and relative abundances of volcaniclastic sands and sandstones of ODP Leg 180 sites

Modal analysis of middle Miocene to Pleistocene volcaniclastic sands and sandstones recovered from Sites 1108, 1109, 1118, 1112, 1115, 1116, and 1114 within the Woodlark Basin during Leg 180 of the Ocean Drilling Program indicates a complex source history for sand-sized detritus deposited within the basin. Volcaniclastic detritus (i.e., feldspar, ferromagnesian minerals, and volcanic rock fragments) varies substantially throughout the Woodlark Basin. Miocene sandstones of the inferred Trobriand forearc succession contain mafic and subordinate silicic volcanic grains, probably derived from the contemporary Trobriand arc. During the late Miocene, the Trobriand outerarc/forearc (including Paleogene ophiolitic rocks) was subaerially exposed and eroded, yielding sandstones of dominantly mafic composition. Rift-related extension during the late Miocene-late Pliocene led to a transition from terrestrial to neritic and finally bathyal deposition. The sandstones deposited during this period are composed dominantly of silicic volcanic detritus, probably derived from the Amphlett Islands and surrounding areas where volcanic rocks of Pliocene-Pleistocene age occur. During this time terrigenous and metamorphic detritus derived from the Papua New Guinea mainland reached the single turbiditic Woodlark rift basin (or several subbasins) as fine-grained sediments. At Sites 1108, 1109, 1118, 1116, and 1114, serpentinite and metamorphic grains (schist and gneiss) appear as detritus in sandstones younger than ~3 Ma. This is thought to reflect a major pulse of rifting that resulted in the deepening of the Woodlark rift basin and the prevention of terrigenous and metamorphic detritus from reaching the northern rift margin (Site 1115). The Paleogene Papuan ophiolite belt and the Owen Stanley metamorphics were unroofed as the southern margin of the rift was exhumed (e.g., Moresby Seamount) and, in places, subaerially exposed (e.g., D'Entrecasteaux Islands and onshore Cape Vogel Basin), resulting in new and more proximal sources of metamorphic, igneous, and ophiolitic detritus. Continued emergence of the Moresby Seamount during the late Pliocene-early Pleistocene bounded by a major inclined fault scarp yielded talus deposits of similar composition to the above sandstones. Upper Pliocene-Pleistocene sandstones were deposited at bathyal depths by turbidity currents and as subordinate air-fall ash. Silicic glassy (high-K calc-alkaline) volcanic fragments, probably derived from volcanic centers located in Dawson and Moresby Straits, dominated these sandstones.

Shell preservation of Limacina inflata in surface sediments of the Central and South Atlantic

Over 300 surface sediment samples from the Central and South Atlantic Ocean and the Caribbean Sea were investigated for the preservation state of the aragonitic test of Limacina inflata. Results are displayed in spatial distribution maps and are plotted against cross-sections of vertical water mass configurations, illustrating the relationship between preservation state, saturation state of the overlying waters, and overall water mass distribution. The microscopic investigation of L. inflata (adults) yielded the Limacina dissolution index (LDX), and revealed three regional dissolution patterns. In the western Atlantic Ocean, sedimentary preservation states correspond to saturation states in the overlying waters. Poor preservation is found within intermediate water masses of southern origin (i.e. Antarctic intermediate water (AAIW), upper circumpolar water (UCDW)), which are distinctly aragonite-corrosive, whereas good preservation is observed within the surface waters above and within the upper North Atlantic deep water (UNADW) beneath the AAIW. In the eastern Atlantic Ocean, in particular along the African continental margin, the LDX fails in most cases (i.e. less than 10 tests of L. inflata per sample were found). This is most probably due to extensive "metabolic" aragonite dissolution at the sediment-water interface combined with a reduced abundance of L. inflata in the surface waters. In the Caribbean Sea, a more complex preservation pattern is observed because of the interaction between different water masses, which invade the Caribbean basins through several channels, and varying input of bank-derived fine aragonite and magnesian calcite material. The solubility of aragonite increases with increasing pressure, but aragonite dissolution in the sediments does not simply increase with water depth. Worse preservation is found in intermediate water depths following an S-shaped curve. As a result, two aragonite lysoclines are observed, one above the other. In four depth transects, we show that the western Atlantic and Caribbean LDX records resemble surficial calcium carbonate data and delta13C and carbonate ion concentration profiles in the water column. Moreover, preservation of L. inflata within AAIW and UCDW improves significantly to the north, whereas carbonate corrosiveness diminishes due to increased mixing of AAIW and UNADW. The close relationship between LDX values and aragonite contents in the sediments shows much promise for the quantification of the aragonite loss under the influence of different water masses. LDX failure and uncertainties may be attributed to (1) aragonite dissolution due to bottom water corrosiveness, (2) aragonite dissolution due to additional CO2 release into the bottom water by the degradation of organic matter based on an enhanced supply of organic matter into the sediment, (3) variations in the distribution of L. inflata and hence a lack of supply into the sediment, (4) dilution of the sediments and hence a lack of tests of L. inflata, or (5) redeposition of sediment particles.

Geochemistry and microfossil content of surface sediments from the Equatorial Atlantic in samples 207 to 310 from the Meteor expedition in 1925

Als Alfred Merz mich aufforderte, die sedimentpetrographische Bearbeitung der "Meteor"-Expedition zu übernehmen, schwebte mir von vornherein als Ziel vor, die Sedimente nicht nur in größerer Zahl als bisher und im Zusammenhang mit den übrigen Wissenschaften vom Meer nach den bisherigen Untersuchungsmethoden zu beschreiben. Es war mir klar, daß neue Ergebnisse nur zu erwarten waren, wenn die Untersuchung der Sedimente und damit ihre Beschreibung auf Grund vertiefter und neuer Methoden unternommen wurde. Ich erhoffte von einer solchen verfeinerten Beschreibung auch ein klareres Bild der Abhängigkeit der Sedimente von ihrer Umwelt. Wir werden diese Abhängigkeit nur verstehen, wenn wir die allgemeinen Gesetzmäßigkeiten herausarbeiten können. Diese werden dann auch eine Anwendung auf andere Sedimente ermöglichen. Für solche Untersuchungen sind Tiefseesedimente günstig, weil wir bei ihnen relativ einfache Bildungsumstände haben, einfacher jedenfalls, als es in der Flachsee im allgemeinen der Fall ist, ungünstig aber, weil diese Umwelteinflüsse weniger bekannt und schwerer zu erforschen sind und die Auswahl der Untersuchungspunkte nicht nach sedimentpetrographischen Gesichtspunkten erfolgen konnte. Die ersten Jahre nach der Rückkehr von der Expedition wurden deshalb auf methodische Untersuchungen verwandt. Insbesondere kam es mir darauf an herauszubekommen, wie die feinsten Bestandteile der Sedimente zusammengesetzt sind. Diese "tonigen" Bestandteile bilden nicht nur den wesentlichen Anteil der Roten Tone und der Blauschlicke, wir finden sie auch, durch Kalk verdünnt, in den Globigerinenschlämmen wieder. Sie sind von der Wissenschaft bisher recht stiefmütterlich behandelt worden. Die Ausarbeitung der Methoden, die gerade auf diesem Gebiet Neuland betreten mußte, ließ sich nicht rasch erzwingen. Es kam hinzu, daß ich mir in Rostock erst meine Arbeitsmöglichkeiten schaffen mußte. Ich habe hier der Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaft und der Mecklenburgischen Regierung für ihre Unterstützung mit Apparaten und Personal wärmstens zu danken. Ferner mußte als Vorbedingung für die Deutung der Sedimente zunächst festgestellt werden, zu welchen geologischen Zeiten sie gebildet worden sind und wie groß ihre Bildungsgeschwindigkeit überhaupt ist. Diese Untersuchungen hat W. Schott mit Hilfe der Foraminiferenfaunen als Notgemeinschaftsstipendiat durchgeführt. Diese Vorarbeiten, insbesondere der Ausbau der Methoden, hatten den Nachteil, daß die Veröffentlichung der Ergebnisse nicht so rasch erfolgen konnte, wie ich es selbst gewünscht hätte. Bald nachdem die Darstellung der Methoden und die Foraminiferenuntersuchungen als erste Lieferung erschienen waren, stellte es sich als notwendig heraus, eine beträchtliche Kürzung des restlichen Teiles vorzunehmen. Das hat zur Folge, daß die erste Lieferung breiter dargestellt ist als die Ergebnisse. Als die Nachricht von der Kürzung und dem notwendigen raschen Abschluß des Werkes mir bekannt wurde (Januar 1935), mußte eine Reihe von Untersuchungen eingestellt werden, insbesondere mikroskopische Untersuchungen, die besonders viel Zeit und in der Darstellung viel Raum beanspruchen. Deshalb ist systematisch nur das Guinea-Becken durch V. Leinz und das Kapverden-Becken durch O. E. Radczewski untersucht worden.